电路板布线设计

数字设计电路布局要达到良好效果，仔细布线是完成电路板设计重要关键。数字与模拟布线作法有相似处，本文将?述这两种布线方式比较，另外讨论旁路电容、电源供应及接地布线、电压误差，以及因电路板布线引起电磁干扰。 从事数字设计与数字布线专家人数之增加反映出一趋势──工业处于领先地位。虽然数字设计是电子终端产品进步指针，但数字电路仍需要接口至模拟电路或真实世界。这两种电路间布线方式虽有类似部分，但要达到良好结果时，即使在一个简单电路布线设计中存在小差异，都将导致无法达到最佳效果。本文中将探讨模拟与数字布线间基本异同，有关旁路电容、电源供应以及接地布线、电压误差，以及因电路板布线造成电磁干扰（EMI）。 模拟与数字布线工作之相似处 旁路或反交连电容 就布线而言，模拟组件与数字组件皆需要此类电容。通常这两种电路都需要一个 0.1uF 电容，而且该电容需置于靠近电源接脚端；第二类为常用于系统中之电源供应器电容，其值通常大约是10uF。 电容位置如(图一)所示。电容值各有不同，可能高十倍亦或低十倍，但都必需尽量缩短线长且靠近组件（0.1uF 电容）或电源供应器（10uF 电容）。 (图一)模拟与数字电路板设计中，旁路或反交连电容（0.1uF）应尽可能靠近组件 ＜电源供应反交连电容（10uF）应置于电源走线进入电路板位置。任何情况下，这些电容走线要越短越好。＞ 旁路或反交连电容以及在电路板上之配置，对此两种电路设计而言皆为常识，但基于不同理由，在模拟电路设计中，通常用于电源供应上之旁路电容，将使高频信号转向；否则高频信号将透过电源接脚，而进入敏感模拟芯片。一般而言，这些高频讯号之频率会发生于模拟组件有能力抑制之频率以上。在模拟电路中不使用旁路电容可能会发生后果为导致过度噪声进到讯号路径中，甚至引起振荡。 对数字组件，如控制器与处理器而言，反交连电容为必要，但理由不同。这些电容功能之一是当作「微型」电荷储存库。通常在数字电路中，闸极状态切换时会消耗大量电流。因为在芯片上发生切换动作时，瞬时电流会通过芯片及整个电路板，故使用额外充电来补充供应其所需是有帮助。没有本地足够充电以供执行转换动作所需之电流后果──可能导致电源供应电压明显变动。当电压变动过大时，会导致数字信号位准进入不确定状态；甚至导致数字组件内状态机器运作不正确。切换电流通过电路板走线时，将导致电压变动。电路板走线含有寄生电感，且电压变化值可使用下列公式来计算：...