PCB设计中的布局，是指PCB上电子元件及配件的排列方式。对PCB上元器件合理规划安放是布线的基础，原件布局不仅会影响PCB板上连接线的布通率，而且影响到PCB的电磁兼容性及整个产品的质量。良好的电磁兼容设计依赖PCB设计工程师对于产品设计原理、布线规则、电磁兼容控制技术的深刻理解。

在PCB设计中，布局是一个复杂的工作，目前虽然有不少优秀的EDA软件，也出现了将布局布线工具同用于虚拟原型的高级仿真工具集成起来的工具，但是元器件布局的自动化程度仍然较低，人工干预的程度较高。

PCB中元器件的布局应从两个层面上考虑，一个是平面的，即通常在PCB设计中提到的PCB布局；另外一个是立体的元器件布局，既要考虑到元件的大小、所占空间，又要考虑到元器件的密度。常用的布局布线工具总是假设板上有足够的空间，让元件拾放机来拾放表面安装元件，而不会对板上已有元件产生影响，但是元件顺序放置会产生这样一个问题，即每当放置一个新元件后，板上每个元件的最佳位置都会发生改变，元件密度的不断增加也对布局设计产生了某些影响，如PCB与其他部件的结合，PCB与机壳的空间关系、产品的可制造性等。特别是在商业中的电子产品的设计，产品的外观直接影响到厂家的利润，优美的外观成了现在商场决战的法宝，因此，PCB设计的难度越来越高，例如手机的设计，美观小型化、性能优良是厂家及消费者一致追求的。在这类电子产品的设计中，出现了大量的异形和定形板，这就要充分考虑到元器件的立体的布局。产品设计中总是先进行元器件的空间布局，其次进行二维的布局，再进行布线，在PCB电磁兼容设计中二维的布局布线将是下面要讨论的重点。

电路板系统的布线包括：芯片到电路板、PCB板内互连以及PCB与外部器件之间的三类互连。在PCB设计中，互连点处的电磁特性是工程设计面临的主要问题之一，涉及器件安装方法、布线的隔离以及减少引线电感的措施等。

1．高频数字电路PCB的电磁兼容设计中的布局与布线

高频数字电路PCB布线规则如下。

①高频数字信号线要用短线。

②主要信号线最好集中在PCB板中心。

③时钟发生电路应在板中心附近，时钟扇出应采用菊链式或并联布线。

④电源线尽可能远离高频数字信号线或用地线隔开，电路的布局必须减小电流回路，电源的分布必须是低感应的(多路设计)。

⑤输入输出端用的导线应尽量避免相邻平行。最好加线间地线，以免发生反馈耦合。

PCB导线的最小宽度主要由导线与绝缘基板间的黏附强度和流过它们的电流值决定。当铜箔厚度为0．05 mm、宽度为1～1．5 mm时，通过2 A的电流，温度不会高于3℃。因此，导线宽度为1．5mm可满足要求。对于集成电路，尤其是数字电路，通常选0．02～0．3mm导线宽度。当然，只要允许，还是尽可能用宽线，尤其是电源线和地线。导线的最小间距主要由最坏情况下的线间绝缘电阻和击穿电压决定。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许，可使间距小至5～8mm。

⑥印刷线路板的布线要注意以下问题：

- 用零伏线，电源线的走线宽度大于等于l rain；

- 源线和地线尽可能靠近，整块印刷板上的电源与地要呈“井”字形分布，以便使分布线电流达到均衡；

- 为模拟电路专门提供一根零伏线；为减少线间串扰，必要时可增加印刷线条间距离，注意安插一些零伏线作为线间隔离；

- 刷电路的插头也要多安排一些零伏线作为线间隔离；特别注意电流流通中的导线环路尺寸；如有可能在控制线(于印刷板上)的入口处加接R-C去耦，以便消除传输中可能出现的干扰因素；

- 刷弧上的线宽不要突变，导线不要突然拐角(≥90。)，传输线拐角要采用45。角，以降低回损。

⑦突出引线存在抽头电感，要避免使用有引线的组件。高频环境下，最好使用表面安装组件。

在确定特殊元件的位置除遵循常规原则外，在电磁兼容性设计中还要遵循以下原则：

- 可能缩短高频元器件之间的连线，设法减少它们的分布参数和相互间的电磁干扰。易受干扰的元器件距离不能太近，输入和输出元件应尽量远离。

- 些元器件或导线之间可能有较高的电位差，应加大它们之间的距离，避免放电引出意外短路。

根据电路的功能单元对电路的全部元器件进行布局时，要符合以下原则：

- 照电路的流程安排各个功能电路单元的位置，使布局便于信号流通，并使信号尽可能保持一致的方向。

- 每个功能电路的核心元件为中心，围绕它来进行布局。元器件应均匀、整齐、紧凑地排列在PCB上．尽量减少和缩短各元器件之间的引线和连接。

- 高频下工作的电路，要考虑元器件之间的分布参数。一般电路应尽可能使元器件平行排列。这样，不但美观，而且装焊容易，易于批量生产。

目前，印刷电路板设计的频率越来越高。随着数据速率的不断增长，数据传送所要求的带宽也促使信号频率上限达到1 GHz，甚至更高。这种高频信号技术虽然远远超出毫米波技术范围(30GHz)，但的确也涉及RF和低端微波技术。

高速PCB的设计方法必须能够处理在较高频段处产生的较强电磁场效应。这些电磁场能在相邻信号线或PCB线上感生信号，导致令人讨厌的串扰(干扰及总噪声)，并且会损害系统性能。回损主要是由阻抗不匹配造成。

高回损有两种负面效应：一是信号反射回信号源会增加系统噪声，使接收机更加难以将噪声和信号区分开来；二是任何反射信号基本上都会使信号质量降低，因为输入信号的形状出现了变化。

尽管由于数字系统只处理l和0信号并具有非常好的容错性，但是高速脉冲上升时产生的谐波会导致频率越高和信号越弱。尽管前向纠错技术可以消除一些负面效应，但是系统的部分带宽用于传输冗余数据，从而导致系统性能的降低。一个较好的解决方案是让RF效应有助于而非有损于信号的完整性。

2．混合信号电路PCB的电磁兼容设计中的布局与布线

混合信号电路PCB是指PCB中含有模拟电路和数字电路的PCB，混合信号电路PCB的设计很复杂，元器件的布局、布线以及电源和地线的处理将直接影响到电路性能和电磁兼容性能。

(1)混合信号电路PCB的电磁兼容设计中的布线原则

①遵守常规的布线规则。

②在电路板的所有层中，数字信号只能在电路板的数字部分布线。在电路板的所有层中，模拟信号只能在电路板的模拟部分布线。

③实现模拟和数字电源分割。布线不能跨越分割电源之间的间隙。必须跨越分割电源之间间隙的信号线要位于紧邻大面积地的布线层上。分析返回地电流实际流过的路径和方式。

(2)混合信号电路PCB的电磁兼容设计中的布局原则

①将PCB分区为独立的合理的模拟电路区和数字电路区。

②遵循常规的元器件布局原则。

③A／D转换器跨分区放置。

④电源和地线单独引出，电源供给处汇集到一点，不要对地进行分割，在电路板的模拟部分和数字部分下面敷设统一地。

关于混合信号电路PCB设计采用统一地的讨论是有争议的。在混合信号电路PCB设计中采用统一地，通过数字电路和模拟电路分区以及合适的信号布线，通常可以解决一些比较困难的布局布线问题，同时也不会产生因地分割带来的一些潜在的麻烦。在这种情况下，元器件的布局和分区就成为决定设计优劣的关键。如果布局布线合理，数字地电流将限制在电路板的数字部分，不会干扰模拟信号。对于这样的布线必须仔细地检查和核对，要保证绝对遵守布线规则。否则，一条信号线走线不当就会彻底破坏这个电路板的电磁兼容性。如果混合信号电路PCB设计中采用地线层分割的方法对整个电路板进行布局布线，在设计时注意尽量使电路板在后边实验时易于用间距小于l／2 in的跳线或零欧姆电阻将分割地连接在一起。注意分区和布线，确保在所有的层上没有数字信号线位于模拟部分之上，也没有任何模拟信号线位于数字部分之上。而且，任何信号线都不能跨越地间隙或是分割电源之间的间隙。要测试该电路板的功能和EMC性能，然后将两个地通过零欧姆电阻或跳线连接在一起，重新测试该电路板的功能和EMC性能。比较测试结果，会发现几乎在所有的情况下，统一地的方案在功能和EMC性能方面比分割地更优越。

PCB设计的目标是更小、更快和成本更低，但是高速信号有时会限制PCB设计的小型化。目前，解决串扰问题的主要方法是进行接地层管理，在布线之间进行间隔和降低引线电感。降低回损的主要方法是进行阻抗匹配。此方法包括对绝缘材料的有效管理以及对有源信号线和地线进行隔离，尤其在状态发生跳变的信号线和地之间更要进行间隔。

由于互连点是电路链上最为薄弱的环节，互连点处的电磁性质是工程设计面临的主要问题，要考察每个互连点并解决存在的问题。电路板系统的互连包括芯片到电路板、PCB板内互连以及PCB与外部装置之间信号输入／输出等三类互连。