PCB自动布线的优缺点

在设计PCB时，往往很想使用自动布线。通常，纯数字的电路板（尤其信号电平比较低，电路密度比较小时）采用自动布线是没有问题的。但是，在设计模拟、混合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问题，甚至可能带来严重的短路性能问题。

1.手工布线注意的点

1.设计混合信号电路板时，将器件手工放在板子上，以便将数字和模拟器件分开放置。

采用这种布线方案时，有几个方面需要注意，但最麻烦的是接地。如果在顶层布底线，则顶层的器件都通过走线接地。器件还在底层接地，顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。当检查这种布线策略时，首先发现的弊端时存在多个地环路（形成原因：a.两个设备的地电位不同，形成地电压，在设备形成的环路之间产生电流流动，产生的差模电压对电路造成干扰；b.互联设备处在较强的磁场中）。另外，还会发现底层的电线返回路径被水平信号线隔断了。这种接地方案的可取之处是，模拟器件（12位A/D转换器MCP3202和2.5V参考电压源MCP4125）放在电路板的最右侧，这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。

2.手工布线通用设计规则

在手工布线时，为确保正确实现电路，需要遵循一些通用的设计准则（磁珠或0欧电阻）：尽量采用地平面（地平面有三种：数字地、模拟地、系统地）作为电流回路，将模拟地平面和数字地平面分开，如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号走线与地平面垂直，模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的di/dt效应。

3.有无地平面时的电流回路设计

对于电流回路，需要注意如下基本事项：

（1） 如果使用走线，应将其尽量加粗。

==PCB上的接地连接如要考虑走线时，设计应将走线尽量加粗。==这是一个好的经验法则，但要知道，接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度，此处“末端”指距离电源连接端最远的点。

（2）应避免地环路。

（3）如果不能采用地平面，应采用星形连接策略。

（4） 数字电流不应流经模拟器件。数字器件开关时，回路中的数字电流相当大，但只是瞬时的，这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。对于地平面或接地走线的感抗部分，计算公式为V = Ldi/dt，其中V是产生的电压，L是地平面或接地走线的抗，di是数字器件的电流变化，dt是持续时间。对地线阻抗部分的影响，其计算公式为V= RI, 其中，V是产生的电压，R是地平面或接地走线的阻抗，I是由数字器件引起的电流变化。经过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化，将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。

（5） 高速电流不应流经低速器件。

与上述类似，高速电路的地返回信号也会造成地平面的电压发生变化。此干

扰的计算公式和上述相同，对于地平面或接地走线的感抗，V = Ldi/dt ；

对于地平面或接地走线的阻抗，V = RI 。与数字电流一样，高速电路的地

平面或接地走线经过模拟器件时，地线上的电压变化会改变信号链中信号和

地之间的关系。

（6）不管使用何种技术，接地回路必须设计为最小阻抗和容抗。

（7） 如使用地平面，分隔开地平面可能改善或降低电路性能，因此要谨慎使

用。精密模拟电路更靠近接插件，但是与数字网络和电源电路的开关电

流隔离开了。这是分隔开接地回路的非常有效的方法。