电路板设计、布局、布线、打板必备知识
1.电容相关知识： 铝电解电容量大，额定电压高，但适用于低频滤波；
钽电容温度特性好，体积小ESR和ESL，高频滤波具有良好的特性，但其承受冲击电流的能力不好。一般来说，在设计中应降低50%以上；
陶瓷电容器具有体积小、价格低、稳定性好的优点。广泛应用于电源高频滤波器，容量小。当需要大容量电容器时，需要考虑其他电容器的类别。
电容器的去耦有去耦半径的问题：容值和包装越小，去耦半径越小。PCB布局时，为保证小包装小电容对电源的有效去耦，电容应尽可能靠近要去耦的电源引脚；容值和包装越大，去耦半径越大，大面积的电源可以有效去耦。大包装大容值去耦电容布局时，可同时控制多个电源引脚的去耦。
2.电感相关知识： 电路设计中电感的特点主要表现为：过滤高频谐波、通直流、阻交流；阻碍电流变化，保持设备工作电流稳定。
电感参数具有电感值、直流电阻、额定电流和自谐振频率（Q最大频率)
一般电感值越大，相应的直流电阻越大，相应的谐振频率越小，额定电流越小。
3.磁珠相关知识： 磁珠专用于抑制信号线、电源线上的高频噪声和尖峰干扰还具有吸收静电脉冲的能力.
磁珠在转折点频率以下，表现为电感，反射噪声；在转折点频率以上，磁珠表现为电阻，磁珠吸收噪声，转化为热能。
电感与磁珠的区别：
(1)以不同的方式处理噪音。可组成电感和电容LC低通滤波电路，电容在电感和地面之间建立低阻抗路径，使高频噪声通过低阻抗路径将噪声引导到地平面。在LC在低通滤波电路中，电感在处理噪声时没有从根本上去除噪声；磁珠处理噪声的方法是在低频时，磁珠表现为感性和反射噪声。在高频时，电阻特性是主要特性。磁珠中的电阻吸收高频噪声并转化为热能，从根本上消除噪声。
(2)自身是否有危害影响。由电感和电容组成LC因为LC都是储能元件，可能会产生自激，影响电路；磁珠是耗能元件，不会自激，也不会影响电路的噪音。
(3)滤波器的频率范围不同。电感不超过50MHz在低频段，滤波特性好，频率高，滤波效果差；磁珠利用其电阻特性吸收高频噪声，滤波频率范围远大于磁珠。
(4)设备直流压降的差异。电感和磁珠都有直流电阻。对于同级滤波器，磁珠的直流电阻小于电感，磁珠的压降小于同级电感。
4.ESD 在进行PCB考虑设计ESD走线时应遵循水平和垂直的走线方向，空间允许时应尽可能粗化；PCB对噪声敏感的信号不应布置在边缘，如时钟信号、复位信号等；当PCB由多层组成时，敏感布线应尽可能有良好的参考地平面；对滤波器、光耦合器、弱信号布线，应尽可能增加线路之间的距离；长距离线路需要滤波；根据ESD屏蔽罩应适当增加。
ESD可遵循以下设计规则：
(1)一般电源防雷装置的顺序是压敏电阻、熔丝、抑制二极管、EMI滤波器、电感或共模电感，原理图缺失上述任何设备的顺延布局。
(2)一般接口信号保护装置的顺序是ESD(TVS管道)、隔离变压器、共模电感、电容和电阻，原理图缺失上述任何设备的顺延布局。
（3）严格按照原理图的顺序进行“一字形”布局
(4)电平变换芯片应靠近连接器。
（5）易受ESD干扰器件，如NMOS和CMOS设备等，应判断是否尽可能远离易受ESD干扰区(如单板边缘)。
(6)浪涌抑制器件（TVS管道和压敏电阻)对应的信号线应短而粗(一般距离为10mil以上）
（7）不同接口之间的布线应清晰，不得相互交叉。接口线与连接的保护与滤波器设备之间的距离应尽可能短。接口线必须通过保护或滤波器设备到信号接收芯片。
(8)接口设备的固定孔应连接到保护地，连接到外壳的定位孔和扳手应直接连接到信号地。
(9)变压器、光耦合器等设备的输入和输出信号应分开。
5.PCB散热处理 对于一些发热较大的设备，一般会有专用的散热焊盘。应在散热焊盘上适当添加过孔。为了便于散热，应阻止焊接和打开散热过孔。
6.PCB板框 无论是布局、布线还是内平面铜处理，相对框架应缩小一定距离，可根据设计要求选择缩小尺寸，如无特殊说明，铜相对框架缩小0.5mm即可。
如果中间两层为电源层和地层，则应设置四层板设计，以减少电磁辐射。
在实际的PCB在设计中，主要有两种模型：微带线和带状线。微带线是电路板顶部或底部的信号线，带状线是电路板内部的信号线。
蛇形线会破坏环信号质量，改变传输延迟，布线时尽量避免使用。但在实际设计中，为了保证信号有足够的保持时间，或者减少同组信号之间的时间偏移，往往要故意绕线。当信号在蛇形线上传输时，相互平行的线段之间会发生耦合，呈差式，S越小，Lp耦合程度越大，可能导致传输延迟号质量因串扰而大大降低。
处理蛇形线时有几点建议:
(1)尽量增加平行线段的距离（S），至少大于3H，H指信号线与参考平面之间的距离。一般来说，只要S足够大，可以完全避免相互耦合效应。
(2)减少耦合长度Lp，当两倍的Lp当延迟接近或超过信号上升时，串扰将饱和。
(3)带状线或埋式微带线蛇形线引起的信号传输延迟小于微带线。理论上，带状线不会因模具串扰而影响传输速率。
(4)高速及时序要求严格的信号线，尽量不要走蛇形线，尤其是小范围内。
(5)在空间允许的情况下，可以使用任何角度的蛇形布线，可以有效减少相互耦合。
（6）高速PCB在设计中，蛇线没有所谓的滤波或抗干扰能力，只能降低信号质量，因此只使用时间顺序匹配，没有其他目的
(7)有时可以考虑螺旋线绕线，模拟表明其效果优于正常蛇形线。
(8)蛇形走线角45°转角或圆角。 ———————————————— 版权声明：本文为CSDN博主「扰动欧几里的空间」遵循原创文章CC 4.0 BY-SA版权协议，请附上原始来源链接和本声明。 原文链接：https://blog.csdn.net/jiawenhao_/article/details/112215377