【浅谈硬件设计思路（3）—电路板规划，干货，初学者建议看！】

sanasnoz

今天早上搬箱子的时候手机碰到门把手了，把屏幕。。。保护膜磕碎了，当时把我吓懵逼了，我以为新买不到一个月的手机屏被我弄碎了。。。



M平台文档做的不太好，很多资料查不到，今天厚着脸皮问他们的AE要内部结构框图，结果被告知他们也没有。。。原来我们不是最可怜的？？？也不知道为什么这两天都这么丧，快让我从这种状态中自拔出来吧~~~



本来今天想说华为来着，忍着过几天再说吧，毕竟每次我的反射弧都要比别人慢半拍。刚才列了个大纲，感觉这个系列至少还要写三天，也不知道到时候舔华为还算不算新闻了~今天还是继续来讲硬件设计思路。



前两讲把系统的供电系统说明白了，这也是最重要最基本的重点之一了，今天来讲讲电路板布局。

要用系统化的思维思考、布局电路板。

衡量一个功能模块的好与坏，不仅取决于它自身的功能实现效果如何，也取决于它对其他功能模块的影响是否足够小。工作中，自己工作完成的漂亮，却过多的影响到别人的工作，不能说他的工作是出色的，硬件亦是如此。

就像装修房子，你的房子装修精美功能齐全，但如果漏水到楼下，就不能说是优秀的装修了，甚至还会把之前精美之处刨开来定位问题、解决问题。


上边的例子就可以看出，根据模块的特点，来决定每部分的布局是很重要的事情。一个布局好的系统，可以让相互干扰、无关信号互相耦合的可能性降到最低。而凡是涉及到系统的，最后成品板上反映出来的问题，总是不可控的、千奇百怪的、难以定位的、不好解决的。

不可控是说，系统的这个弱点会引发哪一部分的哪种问题，是我们控制不了的；千奇百怪是说，这个弱点会引发的问题会涉及到多个部分、多个功能模块，体现出来的问题点是不同的；难以定位是说，具体这个问题是系统导致的，还是只是功能模块内部导致的，这个问题不好说。不好解决，是结合之前的三个特点，解决起来非常棘手。


因此，最好的解决方式就是预防。我们要在前期布局的时候尽量规避风险，一个好的布局会给之后的设计带来舒爽的体验，反之则反。

PCB布局大概分两种，一种是原有磨具，我们需要套壳的；另外一种是硬件先行，根据主板出堆叠重新开模的。第二种相对来讲自由度比较高，但也是万变不离其宗，有了正确的思路，摆件就是自由的。



对于套壳项目来讲，连接器位置固定，那么只能是根据连接器位置调整各核心器件位置。连接器摆好后，摆件顺序跟下同。

对于重新开模的项目：

1、首先要确定核心器件的摆放位置
2、要摆好核心功能、易干扰器件位置

两点一起写是因为要根据具体情况决定先后顺序。

如果板子相对小，面积有限，那么就要优先放核心器件，先把套片放进去，这里的套片主要指的CPU、MCP、PMIC和TRANSCEIVER，有的简单方案可能会不同器件集成在一起，可根据实际情况调整。套片先放进去，然后再根据走线顺畅度来考虑摆放的相对位置和方向。核心器件摆好以后，再根据核心器件位置，摆放易干扰器件位置。



如果板子空间相对大一些，那么首先就要确认核心器件、易干扰器件的位置。这里的核心功能、易干扰器件，在通讯设备上主要指射频模块和天线：如2/3/4G/5G射频PA、收发器、滤波器和双工器（或者四工器）、射频开关、2.4G/5G WiFi PA和滤波器、GPS LNA等以及其相关的天线布局。



一个真实4G项目布局图

我们知道所有的射频信号都娇气得很，而天线尤为敏感，摸不得碰不得，不能绕线不能打孔，而通讯类设备，射频性能的好坏是一个硬性指标。你做了个手机，总不能打不了电话吧？你做了个路由器，总不能传不了数据吧？因此，这种又核心又易受干扰的器件和它的走线，一定要仔细再仔细。

拿到板子，首先把天线净空区留足够，挑选最好的位置摆放天线。两根天线的，主副天线尽量相隔远一些，保证好隔离度，然后再根据天线位置摆放套片。做到最短路径、远离高干扰器件（主要指开关电源）。

3、确定电源位置

如果电源是集成在一起就是PMIC，如果分开的就是由LDO和DCDC分离摆放的。

PMIC摆放根据平台资料摆，主要就是远离天线和易受干扰的信号。LDO摆放非常随意，因为它的纹波和辐射极小，不会造成干扰，所以采取就近原则，给谁供电摆谁旁边就好。

DCDC是个非常祸害人的家伙。性能强适用范围广决定它会被大量使用。但是它的污染是非常严重的，开关频率越高污染越强。所以DCDC一定要远离弱信号、易干扰信号摆放。并且一定要罩屏蔽罩！一定要罩屏蔽罩！一定要罩屏蔽罩！如果天线旁边摆了一个裸着的DCDC，那这个板子算是废了。。。
4、确定各连接器接口位置

各接口根据最短路径来确定，走线怎么顺怎么摆。
5、其他器件位置

最后剩下一些周边器件，或者功能器件，就看出线怎么顺怎么摆就好了，问题不大。



最后，还是那句话，一个优秀的系统，你不会觉得它的优秀；但是一个糟糕的系统，却有各种各样的糟糕。好的系统就像春雨，润物细无声；而糟糕的系统就像被蛀掉了的木块，鲁棒性很差，你不知道随便动了哪一块，就会引发整体的坍塌。




未完待续~~~~~~




备注：部分图片来源于网络，侵删！

以上内容为慕小可原创作品，版权归作者所有，本头条号已获作者授权发布。作者简介：公众号“硬件女工程师的日常”主理人，与非网专栏作者，硬件工程师，有消费类硬件产品多年研发经验！




欢迎关注工程师小何，如果您觉得本文有点小用，可以点击右上角“…”扩散到朋友圈~~~