【经验】PCB线路板layout设计小技巧：注意原则，EDA工具选择及EMC、EMI的设计规则

时间： 2019-08-17 来源：易联无双

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PCB线路板layout设计中需要注意哪些问题？针对模拟电路（微波、高频、低频）、数字电路（微波、高频、低频）、模拟和数字混合电路（微波、高频、低频），目前PCB设计哪一种EDA工具有较好的性能价格比（含仿真）等等一些在PCB线路板layout设计中遇到的问题，有着10余年PCB layout设计经验的易联无双在此分享一些小技巧。

一.PCB设计中需要注意哪些问题？

PCB设计时所要注意的问题随着应用产品的不同而不同。就象数字电路与仿真电路要注意的地方不尽相同那样。以下仅概略的几个要注意的原则。

1、PCB层叠的决定；包括电源层、地层、走线层的安排，各走线层的走线方向等。这些都会影响信号品质，甚至电磁辐射问题。

2、电源和地相关的走线与过孔(via)要尽量宽，尽量大。

3、不同特性电路的区域配置。良好的区域配置对走线的难易，甚至信号质量都有相当大的关系。

4、要配合生产工厂的制造工艺来设定DRC (Design Rule Check)及与测试相关的设计(如测试点)。

其它与电气相关所要注意的问题就与电路特性有绝对的关系，例如，即便都是数字电路，是否注意走线的特性阻抗就要视该电路的速度与走线长短而定。

二.目前PCB设计哪一种EDA工具有较好的性能价格比（含仿真）？

选择软件要按照所应用范畴来讲，我主张的原则是够用就好。常规的电路设计，INNOVEDA 的 PADS 就非常不错，且有配合用的仿真软件，而这类设计往往占据了70%的应用场合。在做高速电路设计，模拟和数字混合电路，采用Cadence的解决方案应该属于性能价格比较好的软件，当然Mentor的性能还是非常不错的，特别是它的设计流程管理方面应该是最为优秀的。

三. 如何尽可能的达到EMC要求，又不致带太大的成本压力？

线路板设计如果考虑EMC，必定提高不少成本。在实际应用中仅仅依靠印制板设计是无法从根本上解决问题的，但是我们可以通过印制板来改善它：合理的器件布局，主要是感性的器件的放置，尽可能的短的布线连接，同时合理的接地分配，在可能的情况下将板上所有器件的Chassis ground用专门的一层连接在一起，设计专门的并与设备的外壳紧密相连的结合点。在选择器件时，应就低不就高，用慢不用快的原则。

四. 在高速PCB设计时我们使用的软件都只不过是对设置好的EMC、EMI规则进行检查，而设计者应该从那些方面去考虑EMC、EMI的规则呢?怎样设置规则呢？

一般EMI/EMC设计时需要同时考虑辐射(radiated)与传导(conducted)两个方面。前者归属于频率较高的部分(>30MHz)后者则是较低频的部分(<30MHz)。所以不能只注意高频而忽略低频的部分.。一个好的EMI/EMC设计必须一开始布局时就要考虑到器件的位置，PCB迭层的安排，重要联机的走法，器件的选择等,，如果这些没有事前有较佳的安排，事后解决则会事倍功半，增加成本.。例如时钟产生器的位置尽量不要靠近对外的连接器,，高速信号尽量走内层并注意特性阻抗匹配与参考层的连续以减少反射，器件所推的信号之斜率(slew rate)尽量小以减低高频成分，选择去耦合(decoupling/bypass)电容时注意其频率响应是否符合需求以降低电源层噪声。另外，注意高频信号电流之回流路径使其回路面积尽量小(也就是回路阻抗loop impedance尽量小)以减少辐射。还可以用分割地层的方式以控制高频噪声的范围。最后，适当的选择PCB与外壳的接地点(chassis ground)。

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