電子元器件如何布局?元器件如何進(jìn)行走線?

電子元器件是一類器件的總稱，我們常見的元器件包括電阻、電敏、電容、電感、連接器等等。為增進(jìn)大家對元器件的認(rèn)識(shí)，本文將對元器件的布局、元器件的走線方式予以介紹。如果你對元器件具有興趣，不妨繼續(xù)往下閱讀哦。

一、元器件布局

布局中應(yīng)參考原理框圖，根據(jù)單板的主信號流向規(guī)律安排主要元器件。

元器件的排列要便于調(diào)試和維修，亦即小元件周圍不能放置大元件、需調(diào)試的元、器件周圍要有足夠的空間。

相同結(jié)構(gòu)電路部分，盡可能采用“對稱式”標(biāo)準(zhǔn)布局，按照均勻分布、重心平衡、版面美觀的標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)化布局。

同類型插裝元器件在X或Y方向上應(yīng)朝一個(gè)方向放置。同一種類型的有極性分立元件也要力爭在X或Y方向上保持一致，便于生產(chǎn)和檢驗(yàn)。

發(fā)熱元件要一般應(yīng)均勻分布，以利于單板和整機(jī)的散熱，除溫度檢測元件以外的溫度敏感器件應(yīng)遠(yuǎn)離發(fā)熱量大的元器件。

布局應(yīng)盡量滿足以下要求：總的連線盡可能短，關(guān)鍵信號線最短;高電壓、大電流信號與小電流，低電壓的弱信號完全分開;模擬信號與數(shù)字信號分開;高頻信號與低頻信號分開;高頻元器件的間隔要充分。

去偶電容的布局要盡量靠近IC的電源管腳，并使之與電源和地之間形成的回路最短。

元件布局時(shí)，應(yīng)適當(dāng)考慮使用同一種電源的器件盡量放在一起， 以便于將來的電源分隔。

二、電子元器件走線方式

1 )時(shí)鐘的布線：

時(shí)鐘線是對EMC 影響最大的因素之一。在時(shí)鐘線上應(yīng)少打過孔，盡量避免和其它信號線并行走線，且應(yīng)遠(yuǎn)離一般信號線，避免對信號線的干擾。同時(shí)應(yīng)避開板上的電源部分，以防止電源和時(shí)鐘互相干擾。

如果板上有專門的時(shí)鐘發(fā)生芯片，其下方不可走線，應(yīng)在其下方鋪銅，必要時(shí)還可以對其專門割地。對于很多芯片都有參考的晶體振蕩器，這些晶振下方也不應(yīng)走線，要鋪銅隔離。

2)直角走線：

直角走線一般是PCB布線中要求盡量避免的情況，也幾乎成為衡量布線好壞的標(biāo)準(zhǔn)之一，那么直角走線究竟會(huì)對信號傳輸產(chǎn)生多大的影響呢?

從原理上說，直角走線會(huì)使傳輸線的線寬發(fā)生變化，造成阻抗的不連續(xù)。其實(shí)不光是直角走線，頓角，銳角走線都可能會(huì)造成阻抗變化的情況。

直角走線的對信號的影響就是主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：

拐角可以等效為傳輸線上的容性負(fù)載，減緩上升時(shí)間;阻抗不連續(xù)會(huì)造成信號的反射;直角尖端產(chǎn)生的EMI。

3)差分走線：

差分信號(Differential Signal)在高速電路設(shè)計(jì)中的應(yīng)用越來越廣泛，電路中最關(guān)鍵的信號往往都要采用差分結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

定義：通俗地說，就是驅(qū)動(dòng)端發(fā)送兩個(gè)等值、反相的信號，接收端通過比較這兩個(gè)電壓的差值來判斷邏輯狀態(tài)“0”還是“1”。而承載差分信號的那一對走線就稱為差分走線。

差分信號和普通的單端信號走線相比，最明顯的優(yōu)勢體現(xiàn)在以下三個(gè)方面：

抗干擾能力強(qiáng)，因?yàn)閮筛罘肿呔€之間的耦合很好，當(dāng)外界存在噪聲干擾時(shí)，幾乎是同時(shí)被耦合到兩條線上，而接收端關(guān)心的只是兩信號的差值，所以外界的共模噪聲可以被完全抵消。

能有效抑制EMI，同樣的道理，由于兩根信號的極性相反，他們對外輻射的電磁場可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。

時(shí)序定位精確，由于差分信號的開關(guān)變化是位于兩個(gè)信號的交點(diǎn)，而不像普通單端信號依靠高低兩個(gè)閾值電壓判斷，因而受工藝，溫度的影響小，能降低時(shí)序上的誤差，同時(shí)也更適合于低幅度信號的電路。

目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指這種小振幅差分信號技術(shù)。

對于PCB工程師來說，最關(guān)注的還是如何確保在實(shí)際走線中能完全發(fā)揮差分走線的這些優(yōu)勢。也許只要是接觸過Layout的人都會(huì)了解差分走線的一般要求，那就是“等長、等距”。

等長是為了保證兩個(gè)差分信號時(shí)刻保持相反極性，減少共模分量;等距則主要是為了保證兩者差分阻抗一致，減少反射。“盡量靠近原則”有時(shí)候也是差分走線的要求之一。

4)蛇形線：

蛇形線是Layout中經(jīng)常使用的一類走線方式。其主要目的就是為了調(diào)節(jié)延時(shí)，滿足系統(tǒng)時(shí)序設(shè)計(jì)要求。

設(shè)計(jì)者首先要有這樣的認(rèn)識(shí)：蛇形線會(huì)破壞信號質(zhì)量，改變傳輸延時(shí)，布線時(shí)要盡量避免使用。

但實(shí)際設(shè)計(jì)中，為了保證信號有足夠的保持時(shí)間，或者減小同組信號之間的時(shí)間偏移，往往不得不故意進(jìn)行繞線。

注意點(diǎn)：

成對出現(xiàn)的差分信號線，一般平行走線，盡量少打過孔，必須打孔時(shí)，應(yīng)兩線一同打孔，以做到阻抗匹配。

相同屬性的一組總線，應(yīng)盡量并排走線，做到盡量等長。從貼片焊盤引出的過孔盡量離焊盤遠(yuǎn)些。

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