在當今激烈競爭的電池供電市場中，由于成本指標限制，設計人員常常使用雙面板。盡管多層板(4層、6層及8層) 方案在尺寸、噪聲和性能方面具有明顯優(yōu)勢，成本壓力卻促使工程師們重新考慮其布線策略，采用雙面板。在本文中，我們將討論自動布線功能的正確使用和錯誤使用，有無地平面時電流回路的設計策略，以及對雙面板元件布局的建議。

自動布線的優(yōu)缺點以及模擬電路布線的注意事項

設計PCB 時，往往很想使用自動布線。通常，純數字的汽車線路板(尤其信號電平比較低，電路密度比較小時)采用自動布線是沒有問題的。但是，在設計模擬、混合信號或高速電路板時，如果采用布線軟件的自動布線工具，可能會出現(xiàn)一些問題，甚至很可能帶來嚴重的電路性能問題。

例如，圖1中顯示了一個采用自動布線設計的雙面板的頂層。此雙面板的底層如圖2所示，這些布線層的電路原理圖如圖3a和圖3b所示。設計此混合信號電路板時，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。

采用這種布線方案時，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汽車線路板最右側的過孔連接。當檢查這種布線策略時，首先發(fā)現(xiàn)的弊端是存在多個地環(huán)路。另外，還會發(fā)現(xiàn)底層的地線返回路徑被水平信號線隔斷了。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，這種布局確保了這些模擬芯片下面不會有數字地信號經過。

這兩種雙面板都在底層布有地平面，這種做法是為了方便工程師解決問題，使其可快速明了汽車線路板的布線。廠商的演示板和評估板通常采用這種布線策略。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。

圖 1 采用自動布線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的頂層

圖 2 采用自動布線為圖3所示電路原理圖設計的電路板的底層

圖 3a 圖1、圖2、中布線的電路原理圖

圖 3b 圖1、圖2、中布線的模擬部分電路原理圖

有無地平面時的電流回路設計

對于電流回路，需要注意如下基本事項：

1. 如果使用走線，應將其盡量加粗。

PCB上的接地連接如要考慮走線時，設計應將走線盡量加粗。這是一個好的經驗法則，但要知道，接地線的最小寬度是從此點到末端的有效寬度，此處“末端”指距離電源連接端最遠的點。

2. 應避免地環(huán)路。

3. 如果不能采用地平面，應采用星形連接策略。

4. 數字電流不應流經模擬器件。

數字器件開關時，回路中的數字電流相當大，但只是瞬時的，這種現(xiàn)象是由地線的有效感抗和阻抗引起的。對于地平面或接地走線的感抗部分，計算公式為V = Ldi/dt，其中V是產生的電壓，L是地平面或接地走線的感抗，di是數字器件的電流變化，dt是持續(xù)時間。對地線阻抗部分的影響，其計算公式為V= RI, 其中，V是產生的電壓，R是地平面或接地走線的阻抗，I是由數字器件引起的電流變化。經過模擬器件的地平面或接地走線上的這些電壓變化，將改變信號鏈中信號和地之間的關系(即信號的對地電壓)。

5. 高速電流不應流經低速器件。

結語

數字和模擬范圍確定后，謹慎布線對獲得成功的PCB是至關重要的。尤其是有源數字走線靠近高阻抗模擬走線時，會引起嚴重的耦合噪聲，這只能通過增加走線之間的距離來避免。