PCB 布局初学者快速指南

PCB是Printed Circuit Board的简称，是承载电子元器件实现相应功能的基础平台。根据基板材料，按照PCB设计文件制造PCB，实现板层、板和组件之间的连接。 PCB的主导作用在于它的中继传输作用，对电路板周围所有部件之间的电气连接做出了充分的贡献。因此，PCB通常被视为电子产品的核心。

PCB 应严格按照 PCB 设计文件制造，包括 Gerber 文件、NC 钻孔文件、模板设计文件等。所有这些最终将导致真正的 PCB。本文将为 PCB 设计初学者提供 PCB 布局的快速指南，涵盖有关 PCB 设计和布局的关键问题。希望这篇文章能成为电子初学者工程师的绷带。

什么是PCB布局？

PCB布局主要包括板上元件布局、布线、走线宽度、走线间距等。由于PCB板几乎应用于所有电子产品，PCB已广泛应用于消费电子、信息、电信、医疗甚至航空航天等领域. PCB布局在影响其预期功能和性能方面起着至关重要的作用。

PCB 布局基础知识

在使用PCB设计软​​件绘制原理图的过程中，掌握电子学的缩写是必不可少的，因为开头三个字母通常用来代表一个术语。例如，RES代表电阻； CAP代表电容器； IND代表电感器。因此，掌握一些电子术语是很有必要的：电压、电流、欧姆、伏特、安培、瓦特、电路、电路元件、电阻、电阻、电感、电感、电容、电容、欧姆定律、基尔霍夫定律、基尔霍夫电压定律(KVL)、基尔霍夫电流定律(KCL)、环路、网络、无源两端网络、有源两端网络。

PCB 布局中不可避免的问题

• 最小距离

PCB设计应具有框架，框架线和元件引脚之间的最小距离应至少为2mm，设置为5mm是合理的。

• 元件放置

基本上，当涉及到包含数字电路和模拟电路的电路系统时，应该将它们分开，以使系统系统地耦合到属于同一类别的电路中。另外，元器件要根据信号流向、功能和模块进行布局。

输入信号处理单元和输出信号驱动元件应靠近板侧放置，以使输入/输出信号线尽可能短，减少输入/输出干扰。

在元件放置方向上，元件只能垂直或水平放置。如果组件之间存在相对较高的电位差，则组件之间的距离应足够大以停止放电。

就中等密度的电路板而言，低功率元件之间的距离应以焊接为基础考虑。选用波峰焊时，元件间距可在50mil到100mil之间。

PCB 布局中的电源和地线设计

了解地线和电源线之间产生噪声的原因对于 PCB 设计工程师来说并非难事。即使PCB布局进行得很好，由于对电源和地线布置考虑不足而产生的干扰仍然会降低产品性能，甚至导致完全故障。因此，PCB layout工程师的工作就是尽可能减少噪声干扰，以保证产品的质量，方法如下：

一个。大面积覆铜层用作地线，所有未使用的部分都应接地，可用作地线。对于多层PCB而言，电源线和地线应分别布置在不同的层中。

湾。电源线与地线之间应加去耦电容。

C。地线和电源线的宽度应尽量设置。最好使地线比电源线宽。地线、电源线、信号线的宽度排列应为：地线>电源线>信号线。

d。带数字电路的PCB上应使用宽地线做环路。

降低 PCB 布局中 EMI 的三个技巧

EMC（电磁兼容性）维护是PCB布局中必须的。 EMC 的实施旨在尽可能降低 EMI（电磁干扰）。要降低EMI，应重点关注以下三个要素：电磁干扰源、耦合路径和受害。

要实现EMC，措施应从上述要素入手。首先，对干扰源、耦合路径和敏感器件进行分析，总结出有效措施，阻止干扰源，消除或减少干扰耦合，降低敏感器件对干扰的响应或提高电磁灵敏度水平。

为了限制人为干扰并证明所应用技术措施的有效性，还应制定组织措施。因此，应制定并遵循一套完整的法规和标准，合理分配频谱。此外，还应控制和管理频谱的应用，并根据频率、工作时间和天线方向确定工作模式。应分析电磁环境并选择放置，并进行EMC管理。

• 电磁干扰源

EMI 源是指任何类型（自然的或由电气设备辐射的）电磁能，会对同一环境中的人员或设备造成伤害，或会对其他设备、子系统或整个系统产生 EMI 损害，从而导致性能下降或失败。

• 耦合路径

耦合路径是指用于传输 EMI 的通路或介质。

• 受害者

受害者是指被 EMI 损坏的人员或系统，包括遭受性能降级或故障的组件、设备、子系统或系统。