一套性能优良的测控系统，除了设计合理的电路和选择高质量的元器件以外，PCB的元器件布局和电气连线方向的正确结构设计是决定电子设备及测控系统能否可靠工作的一个关键问题。对同一参数电路或者同一种元件，会因元器件布局设计和电气连线方面的不同而产生不同的结果，差异可能会很大。所以，必须把测控系统的工艺结构以及如何正确设计PCB元器件布局和正确选择布线几方面综合考虑，这不仅能消除因布线设计不当而产生的噪声干扰，同时由于工艺结构合理，也便于生产中的安装、调试与维修。

        PCB作为测控系统、电子设备中电路元器件的文撑部件，为电路元器件之间提供了电气连接。PCB设计是否适当对抗干扰能力影响很大，更何况随着电子技术的飞速发展，PCB的密度越来越高，因此进行观设计时必须遵循电磁兼容性(EMC)设计的一般原则，要符合抗于扰设计的要求，元器件的布局和导线布置是决定电路能否获得最佳性能的关键因素。PCB设计的好坏并没有一个严格的要求，应对每一种具体电路，包括整机结构安装、面板布局、电气性能等要求，采取相应的设计方案，也可以综合几种设计方案进行比较，多次反复修改。

       布局原则

       首先确定印刷电路板设计层数。一般来说，按电路完成功能的复杂程度来确定PCB板的层数，单面板、双面板一胶用于低、中密度的电路和集成度较低的电路，多层板适用于高密度布线、高集成度芯片的数字电路等。

        其次，合理选取PCB的尺小大小。印刷电路板的大小要适中，过大则会增大印制线条铜皮长度，增加阻抗，提高成本，降低了抵抗噪声的能力。如果尺寸过小，则元器件安装密度过大，各个器件以及邻近线条间会互相干扰，通风散热效果也不好。电路板的最佳形状为矩形，长宽比一般选取4：3或3：2。如果线路板的尺寸过大，应考虑其机械强度。PCB尺寸确定后，则可以根据电路功能单元的具体要求，对电路亡所用的全部元器件进行合理化布局。元器件的布置与其他电路一样，原则上是把互相关联的元器件尽量放置靠近些，如各种发生器、晶振和CPU的时钟输入端都易产生噪声，这些应互相靠近，远离逻辑电路。逻辑电路的出线端子附近应放置高速器件，稍远处放置低速电路等，以降低共阻抗、串扰等噪声。对某些可能存在较高的电位差元器件或导线，应加大二者之间的距离，以防短路事故的发生。元器件的布置应考虑将发热元器件远离关键集成电路，最好把ROM、RAM、时钟发生器等发热较高的部件放置通风散热较好的地方，磁性元件要进行屏蔽，敏感器件要远离CPU、时钟发生器等。一些笨重、发热量大的元器件不宜安装在PC线路板上，应采用支架等支撑构件将其固定在整机机箱底板上，并且通风散热要好。可调式元器件，如电位器、可调电感、电容等，若是机内调节应置于易于调节的地方，若是外部调节应安装于面板上。

      对线路板上的元器件应进行分组布置，即将完成某种功能的电路元器件划为一组，同组的放在一起，以便在空间上保证各组元器件不致相互干扰。一般是先按使用电源电压分组，再按数字与模拟、高速与低速以及电流大小等进一步分组。每组电路以其核心元件为中心．外围元器件均匀、整齐、紧凑排列，尽量减小排列距离，减小连线长度。

   电路单元组与组之间应按照电路流程安排各组功能单元电路位置，使布局便于信号流通，并使信号方向尽可能保持一致。如果线路中使用连接器，应根据元器件在PCB板上的位置确定。所有连接器最好置于印制板一侧，尽量避免从两侧引出电缆，以便减小电磁辐肘。高速器件应尽量远离连接器；I／O驱动器则应靠近连接器，避免I／O信号在PCB板上走线距离长，受到干扰信号的福音。另外，删线路板上靠近边缘的元器件距离线路边缘府保持一定长度，一般不小于2MM。

     PCB印制板卜元器件分布要均匀合理，力求整齐，美观，结构紧凑。有一些元器件，如电阻、二极管等，可以水平放置，也可以竖直放置。在电路元件数量不多，而且电路板尺寸允许的情况下，一般采用平放；如果元器件很多，而印刷板大小又受到—·定限制，这时可增强其天线效应，容易接收辐射干扰噪声。同样的道理，印刷板上尽量少用集成电路插座，但考虑到调试、维修的方便，使用IC插座有时却有很大好处，使用时一定要使其引脚方位与集成电路一致，这一点初学者容易忽略，应引起注意。还有一点需要指出的，元器件布置应力求合理，尽量避免使用跳线，因为使用跳线会增加电感，降低抗干扰性能。

       布线原则

       在元器件布局基本考虑好之后，就可以进行布线设计。在印刷板上进行布线时，需要进行电磁兼容分析，在任何时域，信号由源到负载的传输线都必须构成一个完整的回路。如果不是经由设计的回路到达目的负载，则一定是通过某个客观存在的回路到达的，这个客观存在的电路多数是由一些分布的锅台元器件连接的，构成这一非正常回路中的一些元器件就会受到电磁干扰的影响。这种分布耪合元器件常常被忽略。根据电磁感应定律，任何磁通变化都会在闭合回路中产生电动势，任何交流电流都会在空间产生电磁场，这就是PC印刷板干扰噪声产生的机理。在删印刷板设计过程中容易忽略的是存在于元器件、导线、印制线和连接器上的寄生电感、电容和导纳，例如电容就可以等效为电容、电感和电阻构成的串联回路。

      在PCB印刷板布线设计过程中，应先确定元器件在板上的位置，先布置地线，再安排高速信号线，最后考虑低速信号线。通常应遵循如下原则：

      (1)电源线、地线处理。即使在整个PCB中的布线都比较好，但电源线、地线处理不当而引起的干扰，也会使产品性能下降，甚至会影响到产品的成功率。所以对电源线、地线的处理需要认真对待，把电源线、地线产生的干扰降到最低程度，以保证观印刷板质量。

      (2)信号线、时钟线。在电路中，信号线、时钟线等与地线距离较近，形成的环路面积就比较小，共模环路电压小，干扰噪声较弱；反之，干扰噪声就比较强。输入端、输出端用的导线应尽量避免相互平行．但如果两根线上的电流方向相反，则应平行走线，能相互抵消电流产生的磁场，从而消除干扰。时钟线、信号线最容易产生电磁辐射干扰，走线时应与地线回路相靠近；驱动器应紧靠连接器。对数据总线的布线，其驱动器应紧靠其欲驱动的总线。高阻抗的走线容易吸收噪声信号，引起电路不稳定，因而其走线要尽量短；低阻抗的走线可以相对长一些。在同一组电路中，其接地点应尽量靠近，并且本级电路的去用电容也应在接地点附近，特别是一些信号的接地点不能离得太远，否则会因铜箔太长而引起干扰自激。实际上印刷板导线的电感量与其宽度成反比，与其长度成正比，因此短而粗的导线对抑制干扰是有利的。时钟引线、总线驱动器的信号线往往载有比较大的瞬变电流，所以导线要短而宽，在双面板设计中，必要时可在高速信号线两边加隔离地线；多层板上所有高速时钟线都应根据时钟的长短采取相应的屏蔽措施。信号线的阻抗匹配问题也应注意，所谓阻抗匹配就是信号线的负载效应与信号线的特性阻抗相等。特性阻抗与信号线宽度、地线层的距离和衬板的介电常数等物理因素有关，是信号线的固有特性。如果阻抗不匹配，将引起数字传翰信号波形产生振荡，造成逻辑混乱。通常情况下信号线的负载是芯片，基本上是稳定的。造成不匹配的原因主要是信号线在走线过程中本身特性阻抗发生了变化．如走线的宽度发生改变、走线直角拐弯、经过了过孔等，因而布线时应采取一定措施使信号线在全程走线时的特性阻抗不变。一般数字信号线应避免穿过两个以—亡的过孔，高速信号尽量布置在同一层上，以避免穿过孔；信号线铜箔应避免直角拐弯；信号线铜箔不要离印制板边缘太近，要留有3咖以上的距离，否则特性阻抗会变化，而且容易产生边缘场，向外辐射；时钟信号线负载不是一个时，则不能采用树形结构走线，而应采用蜘蛛网形结构走线，所有的时钟负载直接与时钟功率器连接。

       (3)避免导线的不连续性。在删扳布线设计中，要尽量减小印制导线的不连续性，导线不要突然变宽*需要有渐变过程；拐角应大于90度，禁止环状走线，避免分支或缠结，以抑制高频信号产生的反射干扰和谐波干扰。在印刷板上不允许有任何电气上没有连接并悬空的金属存在，集成电路的空闻引脚、散热片、金属屏蔽罩、支架和板上没有利用的金属面等部应该接至地线上。

       (4)高频器件。电路中的高频器件管脚引线越短越好，管脚间的引线层间交香越小越好，也就是说元件连接过程中所用过孔越少越好。一个过孔大概能产生0.5pF的分布电容和1nH的寄生电感，过孔的寄生电感带来的危害往往大于寄生电容的影响。减少过孔的数量，可以大大提高速度，减少于扰。高频电路布线时要注意信号线近距离布线所引入的交叉干扰，如果无法避免平行分布，可在平行信号线的反面布置大面积地线来减小干扰噪声。