在PCB布局過(guò)程中，有很多的走線，有些線路中的信號(hào)可能是低電平、低噪聲的信號(hào)，英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師介紹，這中情況下，必須將其從紛亂的PCB走線中移開(kāi)，以免產(chǎn)生噪聲。有時(shí)候這些走線可能是快速的數(shù)據(jù)或時(shí)鐘信號(hào)，它們從芯片上分出許多引腳，為了讓走線的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)匹配，并保持較短的距離，這樣可以避免延遲不匹配現(xiàn)象。

如果沒(méi)有正確設(shè)計(jì)這些走線，則某些PCB可能沒(méi)什么大問(wèn)題，而某些PCB可能直接不能運(yùn)行，這取決于用于填充每個(gè)PCB的組件的特性和公差。說(shuō)人話就是，即使PCB按照原理圖實(shí)現(xiàn)了所有電子組件的互連，最終產(chǎn)品也可能無(wú)法按預(yù)期工作。

那么，如何判斷印刷電路板（PCB）的設(shè)計(jì)質(zhì)量呢？

一、PCB走線

總體看一下PCB上的可見(jiàn)跡線。這些將被阻焊劑覆蓋，阻焊劑是聚合物的類似漆的薄層，覆蓋銅跡線以防止氧化和短路。該層通常為綠色，但也可以使用其他顏色。請(qǐng)注意，白色阻焊層往往會(huì)使痕跡最難看見(jiàn)。在大多數(shù)情況下，只需使用標(biāo)準(zhǔn)綠色即可。

另外，實(shí)際上只有頂層和底層是可見(jiàn)的，并且如果板子有兩層以上，您將看不到內(nèi)部層。盡管如此，僅審查外部層仍應(yīng)提供一些有關(guān)設(shè)計(jì)質(zhì)量的線索。

首先，查看所有跡線是否都在沒(méi)有急劇彎曲的直線段中延伸。銳角對(duì)于某些高功率和高頻走線可能很麻煩。與其嘗試確定哪些跡線可以接受90°彎曲，不如簡(jiǎn)單地避免它們。無(wú)論如何，可以利用大多數(shù)CAD PCB布局軟件包來(lái)避免此問(wèn)題。

請(qǐng)注意，還有一些例外。有些印刷電感器是方形的同心螺旋形，有些印刷天線具有急劇的彎曲的特征。但是，這兩個(gè)都易于識(shí)別。

二、去耦電容器

所有芯片需要電源才能正常工作，但是當(dāng)發(fā)生什么電源一段距離從芯片需要電源了嗎？在這些情況下，必須通過(guò)PCB走線（雖然通常通過(guò)內(nèi)層的PCB電源板）為芯片供電。

去耦電容器的位置非?？拷酒碾娫匆_，以濾除任何高頻噪聲，這樣做是為了避免對(duì)芯片產(chǎn)生負(fù)面影響。通常，如果一個(gè)芯片具有多個(gè)VDD引腳，則每個(gè)這樣的引腳都需要至少一個(gè)去耦電容，有時(shí)還需要更多。

這些去耦電容器的物理位置應(yīng)非?？拷鼈儜?yīng)該去耦的引腳。如果這沒(méi)有發(fā)生，則其效果將大大降低。如果您的PCB設(shè)計(jì)在大多數(shù)微芯片的電源引腳旁邊沒(méi)有放置去耦電容器，那么這說(shuō)明設(shè)計(jì)不正確。

三、PCB走線的長(zhǎng)度均衡

在要求多個(gè)信號(hào)之間具有精確定時(shí)關(guān)系的設(shè)計(jì)中，PCB跡線的長(zhǎng)度必須匹配。例如，在將高速時(shí)鐘信號(hào)路由到多個(gè)芯片或在微處理器和RAM存儲(chǔ)器之間運(yùn)行的數(shù)據(jù)和地址總線時(shí)，這一點(diǎn)很重要。

這樣可以確保所有信號(hào)以相同的延遲到達(dá)目的地，從而保留了信號(hào)沿之間的關(guān)系。這需要查看原理圖，并知道哪一組信號(hào)線需要精確的時(shí)序關(guān)系。

然后，按照走線查看是否已實(shí)現(xiàn)某種走線長(zhǎng)度均衡（稱為延遲線）。這些延遲線通常看起來(lái)像彎曲的線，如下圖1所示：

請(qǐng)注意，信號(hào)路徑中的過(guò)孔會(huì)導(dǎo)致額外的延遲。如果無(wú)法避免這些問(wèn)題，請(qǐng)檢查所有需要精確時(shí)序關(guān)系的走線，并確保它們具有相同數(shù)量的通孔?；蛘?，您可以使用延遲線來(lái)補(bǔ)償通孔引起的延遲。

四、天線饋線

如果您的設(shè)計(jì)包括無(wú)線電發(fā)射器，接收器或收發(fā)器（發(fā)射器和接收器組合在一起），則它必須具有天線。為了獲得最佳性能，RF芯片上射頻（RF）引腳之間的饋線應(yīng)與與其相連的饋線阻抗匹配。反過(guò)來(lái)，該饋線必須匹配天線的阻抗。

為了使天線和無(wú)線電芯片之間的功率傳輸最大化，此阻抗匹配是必需的。任何不匹配都會(huì)導(dǎo)致實(shí)際傳輸功率的減小，從而減小工作范圍。該饋線只是具有受控阻抗的PCB走線，該阻抗與天線阻抗（通常為50Ω）匹配。

如果發(fā)射機(jī)的輸出阻抗與饋線的阻抗不匹配，則通常采用由電感器和電容器組成的匹配網(wǎng)絡(luò)。為了實(shí)現(xiàn)受控阻抗，饋線是PCB走線，其計(jì)算出的寬度在接地層上延伸。該走線的寬度取決于銅走線的厚度，PCB基板的厚度和介電常數(shù)。

如果天線是PCB天線，則應(yīng)位于PCB的一側(cè)，沒(méi)有任何接地平面。應(yīng)該清除任何其他痕跡，并遠(yuǎn)離任何大型組件。天線周圍的絲印標(biāo)記通常沒(méi)啥問(wèn)題，但是銅制標(biāo)記（例如PCB編號(hào)或公司名稱）會(huì)使天線失諧。

五、組件放置

除了放置去耦電容器外，在電路板上放置元件還有其他一些注意事項(xiàng)：

如果電路中包含電感器，則不應(yīng)將它們放置得太近。電感產(chǎn)生磁場(chǎng)。將它們緊密地放置在一起，尤其是首尾相連可能會(huì)導(dǎo)致它們之間不必要的耦合。

此外，電感器不應(yīng)放置在大型金屬物體附近。磁場(chǎng)會(huì)在這些物體中感應(yīng)出電流，這會(huì)改變電感器的值。

環(huán)形或甜甜圈形的電感器通常不易產(chǎn)生雜散磁場(chǎng)，因此其影響就不再那么重要了。如果無(wú)法避免將電感器靠近放置，則應(yīng)將它們彼此垂直放置，以減少不必要的相互耦合。

如果該板包含功率電阻器或任何會(huì)產(chǎn)生大量熱量的組件，則需要考慮熱量對(duì)附近其他組件的影響。例如，如果電路中包含用于補(bǔ)償環(huán)境溫度影響的熱敏電阻，則不應(yīng)將其靠近任何功率電阻放置。溫度補(bǔ)償電容器也是如此。

如果電路包含板載開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓器，則與之相關(guān)的所有組件都應(yīng)物理定位在PCB的一部分上，并盡可能遠(yuǎn)離處理小信號(hào)的部分。這些往往會(huì)產(chǎn)生明顯的開(kāi)關(guān)噪聲，可能會(huì)對(duì)敏感電路部分產(chǎn)生負(fù)面影響。

如果PCB直接在電源部分上直接施加了交流電源，則交流側(cè)應(yīng)位于電路板的一部分上。

此外，PCB本身應(yīng)具有物理屏障，以將AC與板的其余部分分隔開(kāi)。通常，這是通過(guò)在PCB中有一個(gè)將兩個(gè)部分分開(kāi)的插槽來(lái)實(shí)現(xiàn)的。

六、跡線寬度和布線

攜帶大電流的走線應(yīng)適當(dāng)調(diào)整大小。下圖2所示為不同額定電流的推薦走線寬度：

由于噪聲拾取問(wèn)題，攜帶小模擬信號(hào)的走線不應(yīng)與攜帶數(shù)字或快速變化信號(hào)的走線平行。另外，一般來(lái)說(shuō)，連接電感的走線不應(yīng)超過(guò)所需寬度。它們可能像天線一樣工作，并產(chǎn)生有害的射頻發(fā)射。

七、地面和平面

對(duì)于任何中等復(fù)雜的PCB，最好至少使用四層板，兩層內(nèi)層為電源和接地層。

如果設(shè)計(jì)同時(shí)包含模擬和數(shù)字部分，則應(yīng)將接地層分開(kāi)，并且僅在公共點(diǎn)（通常電源負(fù)極）處連接。這樣可以避免來(lái)自數(shù)字部分的大接地電流尖峰對(duì)模擬部分產(chǎn)生不利影響。

如果僅使用兩層，則每個(gè)子電路接地回路走線應(yīng)分開(kāi)，然后將所有這些子路連接到電源負(fù)極端子。如下圖3所示，使任何子部分或IC的接地回路進(jìn)入公共接地回路路徑，再返回到電源負(fù)極，這是一個(gè)糟糕的設(shè)計(jì)。

這里的問(wèn)題是PCB銅走線確實(shí)具有一定的電阻。因此，流經(jīng)走線的電流將導(dǎo)致電壓下降。在上面的示例中，走線最右端的芯片將看到其接地參考電壓高于實(shí)際接地參考電壓。此外，它的接地將根據(jù)圖中左側(cè)所有芯片的返回電流而反彈。

以上就是英銳恩單片機(jī)開(kāi)發(fā)工程師分享的判斷印刷電路板PCB設(shè)計(jì)質(zhì)量的7種方法，如果你需要更多單片機(jī)方案產(chǎn)品的信息，請(qǐng)撥打官網(wǎng)電話：0755-82543511，或點(diǎn)擊“在線咨詢”，我們的客服人員將為你提供更詳細(xì)的解答。