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紧凑型PCB设计入门技巧
我指导了一位研究生工程师，他最近第一次遇到了为设计项目创建高密度布局PCB的问题。作为专业工程师，这是见证他们如何完成这项任务的有趣经历。完成后，我问我的导师他们在项目中学到了什么。他们的反馈非常有启发性，因此我想我将与更广泛的受众分享每个提出的观点。
在原理图设计期间，请始终仔细考虑布局并选择具有正确封装的组件。这在空间有限的高密度布局中尤其重要。放置组件时，请考虑是否可以在其下方布线。
不要自动选择占地面积最小的组件。选择占位面积较大的组件并不会总占用最多的空间。有时，放置一个具有较大总体占用空间的组件可以打开在其下方布线的选项。如果没有此选项，则高密度设计可能很难布线。
在包含微控制器的高密度设计中，请研究您的MCU，以便了解其具有的功能以及可以执行的功能，以便在不增加附加组件的情况下尽可能多地使用MCU。例如，如果使用包含内部下拉和上拉组件的MCU，则可以从设计中消除任何外部下拉和上拉。
从原理图设计中删除所有不必要的组件。例如，如果您使用MCU的内置模数转换器功能，则可能会在MCU的数据手册中添加推荐的其他外部滤波。但是，如果仅将ADC用于非关键功能（例如电池电量监控），那么您真的需要该滤波器吗？如果卸下过滤器不会对功能造成不利影响，则可以节省急需的电路板空间。
从组件放置开始，始终从一开始就在地面上添加一个过孔，以确保在需要时有足够的空间。
从手动布线开始时，请始终从较大的过孔和较宽的走线开始。这样，布线将更加简单，并且您将知道，如果通孔和走线不适合，您始终可以选择使其更小或更薄。
按其功能将各个组件分组在一起，不要将它们散布在整个电路板区域中。这将使PCB易于布线，因为连接之间的走线会更短，从而节省了PCB空间，并使该器件更不受EMI（电磁干扰）的影响并发出更少的辐射。
放置组件时，请同时布线所有关键信号。这意味着您将确保正确布线所有需要特别注意的重要连接。否则，在路由这些信号时很有可能会遇到问题，这意味着您可能需要从头开始使用其他组件放置。
务必先放置任何需要特定且严格放置的特殊组件，例如连接器。仅在放置了这些组件之后，您才能看到还剩下多少空间来放置所有其他组件。
设计高密度布局时，请不要忘记PCB设计的基本规则。有时，当您试图在较小的区域中安装Ev + ry组件时，您可能会忘记，除了类似俄罗斯方块的挑战之外，还需要遵循PCB设计的电气规则。这些规则包括：将去耦电容放置在尽可能靠近IC电源引脚的位置；以最小的电流环路实现最佳的开关电源设计；将TVS二极管与其他连接的串联电路放置在尽可能靠近连接器的位置。
如果这是您的第一个高密度设计，请不要害怕开始。您可能需要再次重做设计，但这没关系；那就是你的学习方式。我的研究生工程师不得不重做他们的设计四到五次，并且每次都学到一些新东西。如果您认为空间不足，请尝试重新考虑布局。通常，PCB上有足够的空间。它只需要被发现。我的毕业生认为没有足够的空间容纳所有东西。仍然，然后我建议他将所有0201 SMD组件都更改为较大的0402 SMD类型，并将连接器更改为较大的连接器，以方便手工组装原型。为此，他需要打开更多的布线空间并设法解决该问题。
使用现有的PCB设计软件工具。例如，AltiumDesigner®在布局期间为您提供了许多快捷键和工具，可节省您的时间，并让您知道您的布局是否正确以及是否可以路由。请根据制造商的能力尽早创建规则，因为如果事实证明无法制造PCB，则可能会遇到麻烦。
不要害怕在PCB设计过程中更改您的MCU引脚功能。诸如GPIO之类的引脚在大多数情况下都可以轻松更改，这可以使您的PCB布局更简单。
多次检查设计，因为在提交工作或订购PCB后发现任何错误可能为时已晚，无法修复。错误不仅会出现在您的PCB布局上，而且还会出现在原理图中。例如，我的研究生工程师发现他们的一些组件没有任何连接，一开始他们并没有注意到这一点。如果未纠正这些错误，则这些错误将很严重，并且该设备将无法正常工作。组装好设备后，总是很难发现它为什么不工作，因为除了简单的设计错误外，还有更多可能的原因。