布局和布线
一、布局
1.1 布局的作用
有利布线; 防止干扰。
1.2 有利布线的布局原则
按信号走向布局元件 元件的方向尽可能一致
按信号走向对元件布局
P2.5
AT24C02 P2.4 P2.2 P2
LED
P2.0
P0
... ...
P3 P3.1 P3.0 串行通信电路
P1.7 DS18B20
P1 P1.4
二、布线
2.1 有利于导线连接的布线原则 2.2 有利于抗干扰的布线原则 2.3 布线的步骤
2.1有利于导线连接的布线原则
1)导线尽可能朝一个方向,这样可以防止导线 走线的相互妨碍;
2)把电源线和多数的信号线布于底层,这样做 便于电路的调试和检修。
2.2 有利于抗干扰的布线原则
1) 信号线要尽可能短
电源
电源
电容的摆放
电源与器件之间一般有两个旁路电容,电容量为 0.01µF~10µF。其中较大的电容靠近电源电路,较小的 电容靠近器件。
电源 10µF
0.01µF
1.3 布局的步骤
1)检查原理图; 2)首先确定核心元件的位置; 3)围绕核心元件,对主要外围元件进行布局; 4)完成其余元件的布局工作。
对于AD转换器和DA转换器,要跨区放置,在A/D 转换器下面把模拟地和数字地部分连接在一起,必 须保证两个地之间的连接桥宽度与IC等宽。
数字电路
AD
GNDቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
AGND
DA
模拟电路
元件与电源的位置
1)元件要尽可能靠近电源,这样可以缩短电源线, 减少干扰信号串入电源线
2)元件围绕电源呈星型布局;电源线尽量不要跨越其他 元件,以防止其他元件信号串入电源线,造成电压不稳。
6)印制走线要尽量保持自然平滑,避免产生尖 角。
2.3 布线的步骤
1)先连接模块间的连线;
2)连接电源与各模块间的导线;
3)连接模块内主要元件之间的连线;
4)连接模块内元件间的其他连线;
5)在顶层上铺设地线,组成地平面;
6)对布线进行检查。
P1.0
数码管 驱动
元件的方向尽可能一致
√
√
1.2 防止干扰的布局原则
元件距离的把握 元件与电源的位置 电容的摆放
元件距离的把握
两个相对的信号线之间存在寄生电容;高频干扰信号能 通过电容从一根导线串扰到另一根导线。
电容的大小与导线 长度、导线间距离 有关。
导线越短,导线间 距离越大,电容越 小,干扰越小。
因此,有信号交流的两个元件间距离要小,以减少连接导 线的长度; 传递不同信号的元件间距离要大,以增大传播不同信号的 信号线间的距离。
距离大
距离小
... ...
模拟回路与数字回路之间要进行隔离。
1. 数字器件和模拟器件要分开布局;尽量不要有信 号线跨区连接。
2. 数字地与模拟地之间可加上滤波电路,一点连接。
VCC GND
4)电源线与地线尽可能宽
电源线与地线越宽,布线电阻越小,线上各点的电势差越 小,干扰信号在线上引起的电压幅度越小。电源与地线至 少50mil。
地线可在顶层上铺设成地平 面,尽可能多地保留铜箔做 地线,使传输特性和屏蔽作 用得到改善。
5)双面板两面的导线应相互垂直、斜交或弯曲 走线,避免平行,减少寄生耦合。
每个高频信号线相当与一个天线,不 断向外辐射干扰,也接收外界干扰信 号。
2) 传递不同信号的平行信号线不能挨得太近
最好在中间布上地线,起到屏蔽作用 。
信号线
地线 信号线
3)导线环路面积要尽可能小,尤其是电源 线与地线组成的环路
根据电磁理论,环路中有磁场变化时,能引起线路上电流的 变化。环路面积越大,电路越容易受干扰,变化越厉害。