PCB布线设计讲座1

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PCB基础讲座共32页文档

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传输线效应的形式
– 反射信号Reflected signals – 延时和时序错误Delay & Timing errors – 多次跨越逻辑电平门限错误False Switching – 过冲与下冲Overshoot/Undershoot – 串扰Induced Noise (or crosstalk) – 电磁辐射EMI radiation。
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四、高速电路及电磁干扰
高速电路定义
– 通常认为如果数字逻辑电路的频率达到或者超过 45MHZ~50MHZ，而且工作在这个频率之上的电路已经占到了整个电子系统一定的份量（比如说１/３），称为高速电路。
– 通常约定如果线传播延时大于 1/2 数字信号驱动端的上升时间，则认为此类信号是高速信号并产生传输线效应。
5、教导儿童服从真理、服从集体，养成儿童自觉的纪律性，这是儿童道德教育最重要的部分。 — — 陈鹤琴
PCB 基础讲座
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一、PCB工艺二、PCB布局三、布线四、高速电路及电磁干扰五、避免传输线效应的方法
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一、PCB工艺
有信号层缺点： S49ຫໍສະໝຸດ 二、PCB布局布局
– 合理布局可以减小PCB板的面积，节省制作成本，走线顺畅。满足机械结构要求。
– 高功耗的系统要留足面积，防止耗热器件过密，导致热量不能及时散发。必要时做好散热器。
– 布局时最重要的一点就是为了使走线尽量顺畅，信号成组排列，尽量泾渭分明。
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信号传输速度
– 信号传输1英寸历时0.167ns，即1/2光速。 – 如果传输时间小于 1/2 的上升或下降时间，那么来自接收端的反

pcb布线规则及技巧 PPT

大家好
大家好
(特殊）
大家好
（一般）
大家好
元件封装中的元件中心和用2D线画出来的
大家好
实际问题反馈
大家好
布线完成后，需检查元件开窗层与助焊层是否按要求处理，元件开窗不可过大， 0.05MM即可，否则易导致短路；在铺铜是需注意元件周围需设置禁止铺铜区避免短路，禁止铺铜区域比元件大大可
大家好
大家好
5. 电源线尽可能走0.2MM，如若空间允许，可调整为0.25MM 地线之间有空间可将地线空间补大。 6. 一般情况下，电源线应先经过电容在进入芯片的引脚；模和I2C数据线尽量不在一起，即AVDD不可从SCL、SDA中间通过 7. 电源AVDD、DVDD、DOVDD应尽量分开，DVDD和DOVDD允许相最好能隔地；电源线均应尽量少打过孔，尽量走总分结构，底。 8. AGND的目的是保护AVDD，布线时二者尽量平行。
大家好
模拟电源和数字电源应尽量远离，电源尽量放在
大家好
该图布线存在一个警告，线与地线在有空间时都应地线布线中空间不足可采
大家好
该图布线存在一个警告，电源引脚成排时，除了可以采用U型布线外，还可以以两个引脚如右方图片所示
大家好
EMI是英文Electro Magnetic Interference 的缩写，是电磁干扰的意思。电源是发生EMI的
覆盖膜
离型纸（生产过程中会被撕掉）胶 PI（一种塑胶，聚酰亚胺）
（双面）基材
铜箔 AD（胶，没有胶的叫无胶基材） PI AD 铜箔
补强
FR4补强（也是一种胶）钢片补强 PI补强
EMI屏蔽膜（防止和抑制电磁干扰）
油墨
一个FPC板基材一定有，为保护材上铺一层覆盖膜和油墨，屏蔽需要添加屏蔽膜和补强时要在板

《PCB布线与布局》PPT课件

l
心元器件应当优先布局。
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2. 布局中应参考原理框图，根据单板的主信号流向规律安排主要元
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器件。
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3. 元器件的排列要便于调试和维修，亦即小元件周围不能放置大元件、
l
需调试的元、器件周围要有足够的空间。
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4. 相同结构电路部分，尽可能采用“对称式”标准布局。

h
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l 5. 按照均匀分布、重心平衡、版面美观的标准优化布局；
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2、四种具体走线方式
、时钟的布线：
时钟线是对EMC 影响最大的因素之一。在时钟线上应少打过孔，尽量避免和其它信号线并行走线，且应远离一般信号线，避免对信号线的干扰。同时应避开板上的电源部分，以防止电源和时钟互相干扰。
如果板上有专门的时钟发生芯片，其下方不可走线，应在其下方铺铜，必要时还可以对其专门割地。
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• ⑩3W规则：
n 为了减少线间串扰，应保证线间距足够大，当线中心间距不少于3倍线宽时，则可保持70%的电场不互相干扰，称为3W规则。如要达到98%的电场不互相干扰，可使用10W的间距。
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• ⑾屏蔽保护
n 对应地线回路规则，实际上也是为了尽量减小信号的回路面积，多见于一些比较重要的信号，如时钟信号，同步信号；对一些特别重要，频率特别高的信号，应该考虑采用铜轴电缆屏蔽结构设计，即将所布的线上下左右用地线隔离，而且还要考虑好如何有效的让屏蔽地与实际地平面有效结合。
l 6. 同类型插装元器件在X或Y方向上应朝一个方向放置。同一种类型的有极性
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分立元件也要力争在X或Y方向上保持一致，便于生产和检验。
l 7. 发热元件要一般应均匀分布，以利于单板和整机的散热，除温度检测元件

PCB设计规范讲义课件

孤立覆铜控制：独立的覆铜区也叫铜岛，它的出现会带来一些不可预知的问题，因此应该将孤立覆铜区与实际地平面相连，或将孤立覆铜区删除。在实际PCB板制作中，增加覆铜区除了增加接地面积有助于改善信号质量外，还有方便PCB板生产厂家加工的功效，同时还能防止PCB板的翘曲。
孤立覆铜处理
10. 电源线布线原则尽量加宽电源线，根据估算电流，确定电源线的最
重15克以上的元器件，不能只靠焊盘来固定，应使用支架或卡子等辅助固定装置。
为了便于缩小体积或提高机械强度，可设置辅助底板，将一些笨重的元件牢固地安装在辅助板上。
PCB板的最佳形状是矩形，当板面尺寸大于 200×150mm时要考虑使用机械边框加固。要在PCB板上留足固定支架、定位螺孔和连接插座的位置，便于安装。
模拟地和数字地的连接：模拟地和数字地应该分开排布，这样可以减少模拟电路与数字电路之间的相互干扰。通常采用地线割裂法使各自自成回路，然后再分别接到公共的一点上。如图所示模拟平面和数字平面是两个相互独立的平面，以保证信号的完整性，只在电源入口处通过一个0欧电阻或小电感连接，再与公共地相连。
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。导线越短、间距越大，线间绝缘电阻就越大。当导线间距为1.5mm时，其绝缘电阻超过20M，允许电压为300V；导线间距为1.0mm 时，允许电压为200V。所以一般选用导线间距为 1.0~1.5mm，可以满足大部分设计要求。对于集成电路，尤其是数字电路，只要工艺允许可视间距很小。
二、PCB板布局规则
1.元件放置基本原则
布局顺序：先难后易，先大后小，先精后粗大，先密后疏。
元件放置层：元件摆放均应该放置在顶层，只有在特定情况小，才把部分高度有限、发热量小的贴片电阻、电容、IC等放置在底层。

pcb布线规则及技巧幻灯片

开窗与底层网铜相连，符合条件
在上部放置底层开窗的原因是因为上面要加一层钢片，开窗使露铜与钢片相连，引走多余电荷，开窗一般设置2-3个，在评估图底视图中有说明此部
分在加下钢部片开接窗20地是20为/3/了21贴EMI屏蔽膜，防止和抑制电磁干扰，在评估图侧视图中有说明此部分加双面电磁屏蔽膜
2020/3/21
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9. 在芯片中若出现成排电源引脚或地引脚（如AVDD和DGND）最好采用如下连接方式（该方式可避免芯片发生偏移）
2020/3/21
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10. 摄像头中信号线应尽量放在底层，布线时过孔应尽量打在芯片外部，所有布线与最外层裁剪框应至少保证0.15MM距离。 11. 在摄像头中，布线结束后需将所有角转变成倒角，避免反射形成干扰；在转接板中，若只是作为测试用，要求不高是可不必转成倒角，且在布线过程中允许使用部分直角。 12. 布线时，板子左右两边边缘最好放置一条地线；铺铜时地线最好都能保证连接以增加导电性。 13. 金手指布线时过孔只能打在补强以下。 14. 布线过程中，过孔的大小为硬板0.4/0.2,其余板0.35/0.15或0.3/0.1 15. MIPI接口是指串行差分接口，DVP接口是指并行传输接口
和抑制干扰，如通讯电缆的终端电阻，电脑的机箱，变压器的屏蔽罩，用顺磁材料或抗磁材料来疏导或阻止电
磁场的穿行等等。EMI是产品投放市场前电工认证的一个必检内容。我们平时经常见到一些产品由于EMI不过
关的报告或投诉。我们常见的开关电源入口处，有一个两个绕组的电感，这个电感是共模抑制电感，也起到减
少EMI的作用。另外，一些数据线的两头，会鼓出来一个大包包（例如电脑彩显的数据线上，一些数码相机的
（一分为二）
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当电源线或地线引脚成排时，可采用图示方法布线

PCB及其设计技巧培训课件

PCB及其设计技巧培训课件1. 介绍PCB（Printed Circuit Board）是电子产品中不可或缺的组成部分之一。

它具有导电路径、支撑和固定电子元器件的功能，为电子产品的正常工作提供了基础支持。

本课程将介绍PCB的基本概念和设计技巧，帮助学习者掌握PCB的设计和制造。

2. PCB的基本概念2.1 PCB的定义和用途PCB是一种由导电材料制成的薄板，上面印刷有电子元器件的电路图样。

它通过插装或焊接方式安装在电子产品上，实现电路的连接和功能完成。

2.2 PCB的结构PCB通常由基板、导线、元器件和焊接接点等部分组成。

基板是主体部分，由绝缘材料制成，用于支撑和固定电子元器件。

导线是上面的导电层，用于连接电子元器件之间的电路，传递信号和电力。

元器件是安装在PCB上的电子元件，如电阻、电容、集成电路等。

焊接接点是通过焊接方式将元器件和导线固定在基板上。

3. PCB设计技巧3.1 PCB设计流程PCB设计一般包括以下几个步骤：•确定电路功能和性能要求•制定PCB设计规范和要求•绘制电路原理图•进行PCB布局设计•进行PCB走线设计•进行PCB封装库的设计和使用•完成PCB设计并进行验证3.2 PCB布局设计技巧•合理布局电子元件和电路板。

根据电路功能和布局要求，合理安排和分布元器件，减少信号干扰，提高电路性能。

•注意电路板大小和形状。

根据实际应用需求确定电路板大小和形状，减少浪费和成本。

•合理安置电源和地线。

将电源和地线的布局优化，减少干扰和电流回路问题。

•避免信号干扰。

合理安排电路布局和信号线走向，尽量减少信号干扰。

3.3 PCB走线设计技巧•保持信号完整性。

根据信号的性质和传输要求，选择合适的信号线宽度、层次和走线方式，保持信号的完整性。

•避免信号干扰。

合理安排信号线走向，尽量避免信号线之间和信号线与电源线、地线之间的干扰。

•控制电磁兼容性。

采用合适的层次和走线方式，降低电磁辐射和敏感性。

•考虑PCB制造工艺。

《PCB设计讲义》PPT课件

Die 0.12mm
尺寸/厚度
面积
24+2m
m
676sqmm
1.4mm
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15mm 1.42mm 225sqmm
12mm 144sqmm 1.0mm
9.0mm 81sqmm
0.9mm
8.0mm 0.4mm
64sqmm
第十二页，共116页。
No Image
截面图
术语
No Image
小外形晶体管 SOT （Small outline transistor）
（由*.apr定义D代码）
如果X&Y坐标与前一点坐标值一样，则不需定义
X2413Y2286D02* D02，激光不打开，只是从前一位置移到当前位置 X2540Y2386D01* D01，激光打开，且从前一位置工作到现在的位置
第三十七页，共116页。
Gerber文件格式
No Image
RS-274D—
Polyimide / 石英 Quartz Bismaleimide Triazine (BT)
BT /Glass 氧化铝石英 (Quartz)
6.5
3.5
4.4～5.2
2.1
2.2～2.6
3.0
3.2～3.6 2.8～3.4
3.2
3.5～3.8
4.0～4.6
PCB 设计文件的组成
No Image
电原理图
电原理图是用以表述电气工作原理与功能的示意图，是印制电路板设计的基本依据。要求电原理图必须在CAD平台上进行设计。CAD平台限定使
用公司所规定的软件。以利于对CAD文件及资源的
统一管理。
第三十二页，共116页。
PCB设计文件的组成

PCB设计高级讲座

高频PCB技巧1) 高频电路往往集成度较高，布线密度大，采用多层板既是布线所必须的，也是降低干扰的有效手段。

Protel for Windows V1.5能提供16个铜线层和4个电源层，合理选择层数能大幅度降低印板尺寸，能充分利用中间层来设置屏蔽，能更好地实现就近接地，能有效地降低寄生电感，能有效缩短信号的传输长度，能大幅度地降低信号间的交叉干扰等等，所有这些都对高频电路的可靠工作有利。

有资料显示，同种材料时，四层板要比双面板的噪声低20dB。

但是，板层数越高，制造工艺越复杂，成本越高。

2) 高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。

高频电路布线的引线最好采用全直线，需要转折，可用45度折线或圆弧转折，这种要求在低频电路中仅仅用于提高钢箔的固着强度，而在高频电路中，满足这一要求却可以减少高频信号对外的发射和相互间的耦合。

用Protel 布线时可在以下两处预先设置，一是在"Options"菜单的"Track Mode"子菜单中预约以45／90 Line或90 Arc／Line方式布线，二是在"Auto"菜单的"Setup Autorouter…"项所打开的Routing Passes"对话框中选定"Add Arcs"，以便自动布线结束时使转角圆弧化。

3) 高频电路器件管脚间的引线越短越好。

Protel满足布线最短化的最有效手段是在自动市线前对个别重点的高速网络进行"布线"预约。

首先，打开"Netlst"菜单的"Edit Net"子菜单，会出现一?quot;Change Net"对话框，把此对话框中的"OptimizeMethod（布线优化模式）"选为"Shortest（最短化）"Rp可。

第章 PCB单面布线设计ppt课件

辅助
布局的区域。一般根据原理图中的元器件数目、大小
设和分布来进行绘制。
计
对于标准印制电路板，可以利用“电路板向导〞
Protel SE
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定义电路板。
》
第11章 PCB单面布线设计
常用电路板形状和尺寸定义的操作步骤：
《
1) 将光标移至编辑区下面的工作层标签上的“KeepOut Layer”(禁
电
助
设 (3) Comment (元件名称) 此编辑框用于输入元件封装
计的标注名称或元件参数。如：8031、74LS373、22uF、
Protel SE
470k等。
99
在此对话框中输入所需内容，而后单击“OK〞按钮
》
即可调出元件。此时元件粘着在光标上，只要在编辑
区中单击鼠标左键，就可将其放置。
第11章 PCB单面布线设计
它们是顶层〔TopLayer〕和底层(Bottom Layer)。对于
99
“单管放大电路.PCB〞采用默认设置，
Protel SE
》
第11章 PCB单面布线设计
《提示：
电
子线
Protel 99 SE可以提供32层的铜膜信号板
路
辅助
层，它们是顶层〔TopLayer ）、底层
框中输入单管放大电路.ddb所在的路径，在编辑框中选
99 中“单管放大电路.ddb”，如下页图所示。然后单击
》 “翻开〞按钮即可。
第11章 PCB单面布线设计
《电子线路辅助设计
99 》
Protel SE
第11章 PCB单面布线设计
11.1.2 新建PCB设计文件

PCB设计高级讲座--PCB设计讲义

PCB 高级设计系列讲座射频与数模混合类高速PCB 设计下载文档参考资料17/28课题内容¾理清功能方框图¾网表导入PCB Layout工具后进行初步处理的技巧¾射频PCB布局与数模混合类PCB布局¾无线终端PCB常用HDI工艺介绍¾信号完整性（SI）的基础概念¾射频PCB与数模混合类PCB的特殊叠层结构¾特性阻抗的控制¾射频PCB与数模混合类PCB的布线规则和技巧¾射频PCB与数模混合类PCB布线完成后的收尾处理¾PCB板级的ESD处理方法和技巧¾PCB板级的EMC/EMI处理方法和技巧¾PCB中的DFM 设计¾FPC柔性PCB设计¾设计规范的必要性理清功能方框图手机设计包含了射频、音视频模拟、数字、电源管理这些典型的电路模块，这里我们就拿手机设计为例来理解各功能模块。

¾典型手机功能模块方框图¾典型手机的原理方块图¾射频（RF）系统￭接收机（RX）的原理方块图￭发射机（TX）的原理方块图¾基带（BB)系统￭基带（BB)系统的原理方块图¾内容总结典型手机功能模块方框图天线接口音频接口人机交换换接口电源供电系统摄像头射频模块模数混合模拟组件图形组件人机交换接口驱动数字基带处理应用处理器内存存储卡时钟模块典型手机的原理方块图转换开关ANT接收机频率合成发射机逻辑音频控制BB人机交互供电系统射频（RF）系统--接收机（RX）的原理方块图射频接收机有三种基本的框架结构,一是超外差一次变频接收机,二是超外差二次变频接收机,三是直接变换线性接收机。

下面是超外差一次变频接收机框图ANTFilter LNA Filter FilterRXVCORF RFIF混频器AMP解调IFVCO语音处理SPK射频（RF）系统--发射机（TX）的原理方块图发射机也有三种基本的框架结构，一是带发射变换模块的发射机，二是带发射上变频器的发射机，三是直接变换的发射机。

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PCB布线设计（一）
2006-1-14 中山单片机学习网
在当今激烈竞争的电池供电市场中，由于成本指标限制，设计人员常常使用双面板。

尽管多层板(4层、6层及8层)方案在尺寸、噪
声和性能方面具有明显优势，成本压力却促使工程师们重新考虑其布线策略，采用双面板。

在本文中，我们将讨论自动布线功能的
正确使用和错误使用，有无地平面时电流回路的设计策略，以及对双面板元件布局的建议。

自动布线的优缺点以及模拟电路布线的注意事项
设计PCB时，往往很想使用自动布线。

通常，纯数字的电路板(尤其信号电平比较低，电路密度比较小时)采用自动布线是没有
问题的。

但是，在设计模拟、混合信号或高速电路板时，如果采用布线软件的自动布线工具，可能会出现一些问题，甚至很可能带
来严重的电路性能问题。

例如，图1中显示了一个采用自动布线设计的双面板的顶层。

此双面板的底层如图2所示，这些布线层的电路原理图如图3a和图
3b所示。

设计此混合信号电路板时，经仔细考虑，将器件手工放在板上，以便将数字和模拟器件分开放置。

采用这种布线方案时，有几个方面需要注意，但最麻烦的是接地。

如果在顶层布地线，则顶层的器件都通过走线接地。

器件还
在底层接地，顶层和底层的地线通过电路板最右侧的过孔连接。

当检查这种布线策略时，首先发现的弊端是存在多个地环路。

另
外，还会发现底层的地线返回路径被水平信号线隔断了。

这种接地方案的可取之处是，模拟器件(12位A/D转换器MCP3202和2.5V参
考电压源MCP4125)放在电路板的最右侧，这种布局确保了这些模拟芯片下面不会有数字地信号经过。

图3a和图3b所示电路的手工布线如图4、图5所示。

在手工布线时，为确保正确实现电路，需要遵循一些通用的设计准则：尽量
采用地平面作为电流回路；将模拟地平面和数字地平面分开；如果地平面被信号走线隔断，为降低对地电流回路的干扰，应使信号
走线与地平面垂直；模拟电路尽量靠近电路板边缘放置，数字电路尽量靠近电源连接端放置，这样做可以降低由数字开关引起的
di/dt效应。

这两种双面板都在底层布有地平面，这种做法是为了方便工程师解决问题，使其可快速明了电路板的布线。

厂商的演示板和评
估板通常采用这种布线策略。

但是，更为普遍的做法是将地平面布在电路板顶层，以降低电磁干扰。

图1 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图2 采用自动布线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图3a 图1、图2、图4和图5中布线的电路原理图
图3b 图1、图2、图4和图5中布线的模拟部分电路原理图
有无地平面时的电流回路设计
对于电流回路，需要注意如下基本事项：
1. 如果使用走线，应将其尽量加粗
PCB上的接地连接如要考虑走线时，设计应将走线尽量加粗。

这是一个好的经验法则，但要知道，接地线的最小宽度是从此点到末端的有效宽度，此处“末端”指距离电源连接端最远的点。

2. 应避免地环路
3. 如果不能采用地平面，应采用星形连接策略(见图6)
通过这种方法，地电流独立返回电源连接端。

图6中，注意到并非所有器件都有自己的回路，U1和U2是共用回路的。

如遵循以下第4条和第5条准则，是可以这样做的。

4. 数字电流不应流经模拟器件
数字器件开关时，回路中的数字电流相当大，但只是瞬时的，这种现象是由地线的有效感抗和阻抗引起的。

对于地平面或接地走线的感抗部分，计算公式为V = Ldi/dt，其中V是产生的电压，L是地平面或接地走线的感抗，di是数字器件的电流变化，dt是持续时间。

对地线阻抗部分的影响，其计算公式为V= RI, 其中，V是产生的电压，R是地平面或接地走线的阻抗，I是由数字器件引起的电流变化。

经过模拟器件的地平面或接地走线上的这些电压变化，将改变信号链中信号和地之间的关系(即信号的对地电压)。

5. 高速电流不应流经低速器件
与上述类似，高速电路的地返回信号也会造成地平面的电压发生变化。

此干扰的计算公式和上述相同，对于地平面或接地走线的感抗，V = Ldi/dt ；对于地平面或接地走线的阻抗，V = RI 。

与数字电流一样，高速电路的地平面或接地走线经过模拟器件时，地线上的电压变化会改变信号链中信号和地之间的关系。

图4 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的顶层
图5 采用手工走线为图3所示电路原理图设计的电路板的底层
图6 如果不能采用地平面，可以采用“星形”布线策略来处理电流回路
图7 分隔开的地平面有时比连续的地平面有效，图b)接地布线策略比图a) 的接地策略理想
6. 不管使用何种技术，接地回路必须设计为最小阻抗和容抗
7. 如使用地平面，分隔开地平面可能改善或降低电路性能，因此要谨慎使用
分开模拟和数字地平面的有效方法如图7所示
图7中，精密模拟电路更靠近接插件，但是与数字网络和电源电路的开关电流隔离开了。

这是分隔开接地回路的非常有效的方法，我们在前面讨论的图4和图5的布线也采用了这种技术。