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PCB設計中如何選擇自動佈線和手動佈線?

    PCB設計工程師在設計PCB時,往往很想使用自動佈線。通常,純數字的電路板(尤其訊號電平比較低,電路密度比較小時)採用自動佈線是沒有問題的。但是,在設計模擬、混合訊號或高速電路板時,如果採用PCB設計軟體的自動佈線工具,可能會出現一些問題,甚至很可能帶來嚴重的電路效能問題。 採用自動佈線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的頂層 圖1 採用自動佈線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的頂層 採用自動佈線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的底層
圖2 採用自動佈線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的底層
  圖1、圖2、圖4和圖5中佈線的電路原理圖 圖3a 圖1、圖2、圖4和圖5中佈線的電路原理圖
圖1、圖2、圖4和圖5中佈線的模擬部分電路原理圖 圖3b 圖1、圖2、圖4和圖5中佈線的模擬部分電路原理圖     例如,圖1中顯示了一個採用自動佈線設計的雙面板的頂層。此雙面板的底層如圖2所示,這些佈線層的電路原理圖如圖3a和圖3b所示。設計此混合訊號電路板
時,經仔細考慮,將器件手工放在板上,以便將數字和模擬器件分開放置。     採用這種佈線方案時,有幾個方面需要注意,但最麻煩的是接地。如果在頂層布地線,則頂層的器件都通過走線接地。器件還在底層接地,頂層和底層的地線通過電路板最右側的過孔連線。當檢查這種佈線策略時,首先發現的弊端是存在多個地環路。另外,還會發現底層的地線返回路徑被水平訊號線隔斷了。這種接地方案的可取之處是,模擬器件(12位A/D轉換器MCP3202和2.5V參考電壓源MCP4125)放在電路板的最右側,這種佈局確保了這些模擬晶片下面不會有數字地訊號經過。 圖3a和圖3b所示電路的手工佈線如圖4、圖5所示。在手工佈線時,為確保正確實現電路,需要遵循一些通用的設計準則:
儘量採用地平面作為電流回路;
將模擬地平面和數字地平面分開;
如果地平面被訊號走線隔斷,為降低對地電流回路的干擾,應使訊號走線與地平面垂直;
類比電路儘量靠近電路板邊緣放置,數位電路儘量靠近電源連線端放置,這樣做可以降低由數字開關引起的di/dt效應。     這兩種雙面板都在底層布有地平面,這種做法是為了方便PCBA
工程師解決問題,使其可快速明瞭電路板的佈線。廠商的演示板和評估板通常採用這種佈線策略。但是,更為普遍的做法是將地平面布在電路板頂層,以降低電磁干擾。