工程领域的数字设计师和数字电路板设计专家的数量越来越多，反映了行业的发展趋势。尽管对数字设计的重视导致了电子学的重大发展，但电路设计中始终存在与模拟或现实环境接口的部分。模拟域和数字域的布局策略有一些相似之处，但要获得更好的结果，简单的电路布局设计已不再是最佳解决方案，因为它们的布局策略不同。本文讨论了模拟和数字布局在旁路电容、电源、接地设计、电压误差和PCB布局引起的电磁干扰(EMI)方面的基本异同。模拟和数字布局策略的相似性旁路或去耦电容器布线时，模拟和数字设备都需要这些类型的电容器，并且都需要靠近其电源引脚的电容器，通常为0.1mF。系统供电侧需要另一种电容，通常这种电容在10mF左右。这些电容器的位置如图1所示。电容器值的范围是推荐值的1/10到10倍。但是，引脚必须短并且尽可能靠近设备（对于0.1mF电容器）或电源（对于10mF电容器）。在电路板上添加旁路或去耦电容器，以及在电路板上放置这些电容器的位置，是数字和模拟设计的常识。有趣的是，造成这种情况的原因各不相同。在模拟布线设计中，旁路电容通常用于旁路电源上的高频信号。如果不加旁路电容，这些高频信号可能会通过电源引脚进入敏感的模拟芯片。通常，这些高频信号的频率超过了模拟设备抑制高频信号的能力。模拟电路中如果不使用旁路电容，可能会在信号通路中引入噪声，严重时甚至会引起振动。图1在模拟和数字PCB设计中，旁路或去耦电容器(1mF)应放置在尽可能靠近设备的位置。电源去耦电容（10mF）应放置在电路板的电源线入口处。在所有情况下，这些电容器的引线都应该很短。图2在这个电路板上，电源线和地线采用不同的走线方式。由于这种不合适的配合，电路板上的电子元件和电路更容易受到电磁干扰。图3在这个单面板中，电路板上器件的电源线和接地线彼此靠近。该电路板中电源线和地线的匹配比例是正确的，如图2所示。电路板中的电子元件和线路受电磁干扰（EMI）的可能性为679/12.8倍或大约54次。对于控制器和处理器等数字设备，也需要去耦电容器，但原因不同。这些电容器的一个功能是充当“微型”电荷库。在数字电路中，执行栅极状态切换通常需要大量电流。因为开关瞬态在芯片上产生并在开关时流过电路板，所以有一个额外的“备用”电荷是有益的。如果在进行开关动作时没有足够的电荷，就会引起电源电压的较大变化。电压变化太大会导致数字信号电平进入不确定状态，并可能导致数字设备中的状态机运行异常。流经电路板走线的开关电流会引起电压变化。电路板走线有寄生电感。以下公式可用于计算电压变化：V=LdI/dt其中V=电压变化；L=电路板走线电感；dI=流经迹线的电流变化；dt=电流变化的时间。因此，出于多种原因，在电源或有源器件的电源引脚处应用旁路（或去耦）电容器是一种很好的做法。电源线和地线应走在一起。电源线和地线的位置要匹配好，以减少电磁干扰的可能性。如果电源线和地线没有正确配合，系统环路将被设计进去，并且很可能会引入噪声。上面的图2显示了电源线和地线匹配不当的PCB设计示例。在该电路板上，设计的环路面积为697c㎡。使用上面图3所示的方法，电路板上或电路板外的辐射噪声在环路中感应电压的可能性大大降低。模拟和数字世界中布局策略的差异接地层是一个挑战电路板布局的基础知识适用于模拟和数字电路。一个基本的经验法则是使用不间断的接地层，这种常识减少了数字电路中的dI/dt（电流随时间变化）效应，这种效应会改变地电位并允许噪声进入模拟电路。数字电路和模拟电路的布局技术基本相同，只有一个例外。对于模拟电路，还有一点需要注意，就是数字信号线和地平面中的环路尽量远离模拟电路。这可以通过将模拟接地层单独连接到系统接地连接，或将模拟电路放置在电路板最远的一侧，即走线末端来实现。这样做是为了将对信号路径的外部干扰降至最低。这对于数字电路来说不是必需的，它可以毫无问题地容忍接地平面上的大量噪声。图4（左）将数字开关动作与模拟电路隔离开来，将电路的数字部分和模拟部分分开。（右）为了尽可能分离高频和低频，高频元件放置在靠近电路板连接器的位置。图5：在PCB上放置两条靠近的走线很容易形成寄生电容。由于此电容，一条走线上的快速电压变化会在另一条走线上产生电流信号。图6如果不注意走线的放置，PCB中的走线可能会产生线感和互感。这种寄生电感对包括数字开关电路在内的电路的运行非常不利。
