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較多的PCB工程師,他們經常畫電腦主板,對Allegro等優秀的工
具非常的熟練,但是,非常可惜的是,他們居然很少知道如何進行阻抗
控制,如何使用工具進行信號完整性分析.如何使用IBIS 模型我覺得
真正的PCB 高手應該還是信號完整性專家,而不僅僅停留在連連線,
過過孔的基礎上對布通一塊板子容易，布好一塊好難。
小資料
對于電源、地的層數以及信號層數確定后，它們之間的相對排布
位置是每一個PCB 工程師都不能回避的話題；
單板層的排布一般原則：
元件面下面（第二層）為地平面，提供器件屏蔽層以及為頂層布
線提供參考平面；
所有信號層盡可能與地平面相鄰；
盡量避免兩信號層直接相鄰；s
主電源盡可能與其對應地相鄰；
兼顧層壓結構對稱。
對于母板的層排布，現有母板很難控制平行長距離布線，對于板
級工作頻率在50MHZ 以上的（50MHZ 以下的情況可參照，適當放寬），
建議排布原則：
元件面、焊接面為完整的地平面（屏蔽）；
無相鄰平行布線層；
所有信號層盡可能與地平面相鄰；
關鍵信號與地層相鄰，不跨分割區。
注：具體PCB 的層的設置時，要對以上原則進行靈活掌握，在領
會以上原則的基礎上，根據實際單板的需求，如：是否需要一關鍵布
線層、電源、地平面的分割情況等，確定層的排布，切忌生搬硬套，
或摳住一點不放。
以下為單板層的排布的具體探討：
* 四層板，優選方案1，可用方案3
方案電源層數地層數信號層數 1 2 3 4
1 1 1 2 S G P S
2 1 2 2 G S S P
3 1 1 2 S P G S
方案1 此方案四層PCB 的主選層設置方案，在元件面下有一地平
面，關鍵信號優選布TOP 層；至于層厚設置，有以下建議：
滿足阻抗控制芯板（GND 到POWER）不宜過厚，以降低電源、地
平面的分布阻抗；保證電源平面的去藕效果；為了達到一定的屏蔽效
果，有人試圖把電源、地平面放在TOP、BOTTOM 層，即采用方案2：
此方案為了達到想要的屏蔽效果，至少存在以下缺陷：
電源、地相距過遠，電源平面阻抗較大
電源、地平面由于元件焊盤等影響，極不完整
由于參考面不完整，信號阻抗不連續
實際上，由于大量采用表貼器件，對于器件越來越密的情況下，
本方案的電源、地幾乎無法作為完整的參考平面，預期的屏蔽效果很
難實現；方案2 使用范圍有限。但在個別單板中，方案2 不失為最佳
層設置方案。
以下為方案2 使用案例；
案例（特例）：設計過程中，出現了以下情況：
A 、整板無電源平面，只有GND、PGND 各占一個平面；
B 、整板走線簡單，但作為接口濾波板，布線的輻射必須關
注；
C 、該板貼片元件較少，多數為插件。
分析：
１、由于該板無電源平面，電源平面阻抗問題也就不存
在了；
２、由于貼片元件少（單面布局），若表層做平面層，
內層走線，參考平面的完整性基本得到保證，而且第二層可鋪銅保證
少量頂層走線的參考平面；
３、作為接口濾波板，PCB 布線的輻射必須關注，若內
層走線，表層為GND、PGND，走線得到很好的屏蔽，傳輸線的輻射得
到控制；
鑒于以上原因，在本板的層的排布時，決定采用方案2，即：GND、
S1、S2、PGND，由于表層仍有少量短走線，而底層則為完整的地平面，
我們在S1 布線層鋪銅，保證了表層走線的參考平面；五塊接口濾波
板中，出于以上同樣的分析，設計人員決定采用方案2，同樣不失為
層的設置經典。
列舉以上特例，就是要告訴大家，要領會層的排布原則，而非機
械照搬。
方案 3：此方案同方案1 類似，適用于主要器件在BOTTOM 布局
或關鍵信號底層布線的情況；一般情況下，限制使用此方案；
* 六層板：優選方案3，可用方案1，備用方案2、4 對于六層板，
優先考慮方案3，優選布線層S2，其次S3、S1。主電源及其對應的
地布在4、5 層，層厚設置時，增大S2-P 之間的間距，縮小P-G2 之
間的間距（相應縮小G1-S2 層之間的間距），以減小電源平面的阻抗，
減少電源對S2 的影響；
在成本要求較高的時候，可采用方案1，優選布線層S1、S2，其
次S3、S4，與方案1 相比，方案2 保證了電源、地平面相鄰，減少
電源阻抗，但S1、S2、S3、S4 全部裸露在外，只有S2 才有較好的參
考平面；
對于局部、少量信號要求較高的場合，方案4 比方案3 更適合，
它能提供極佳的布線層S2。
* 八層板：優選方案2、3、可用方案1
對于單電源的情況下，方案2 比方案1 減少了相鄰布線層，增加
了主電源與對應地相鄰，保證了所有信號層與地平面相鄰，代價是：
犧牲一布線層；對于雙電源的情況，推薦采用方案3，方案3 兼顧了
無相鄰布線層、層壓結構對稱、主電源與地相鄰等優點，但S4 應減
少關鍵布線；方案4：無相鄰布線層、層壓結構對稱，但電源平面阻
抗較高；應適當加大3-4、5-6，縮小2-3、6-7 之間層間距；
方案 5：與方案4 相比，保證了電源、地平面相鄰；但S2、S3
相鄰，S4 以P2 作參考平面；對于底層關鍵布線較少以及S2、S3 之
間的線
間竄擾能控制的情況下此方案可以考慮；
* 十層板：推薦方案2、3、可用方案1、4
方案 3：擴大3-4 與7-8 各自間距，縮小5-6 間距，主電源及其
對應地應置于6、7 層；優選布線層S2、S3、S4，其次S1、S5；本方
案適合信號布線要求相差不大的場合，兼顧了性能、成本；推薦大家
使用；但需注意避免S2、S3 之間平行、長距離布線；
方案 4：EMC 效果極佳，但與方案3 比，犧牲一布線層；在成本
要求不高、EMC 指標要求較高、且必須雙電源層的關鍵單板，建議采
用此種方案；優選布線層S2、S3,對于單電源層的情況，首先考慮方
案2，其次考慮方案1。方案1 具有明顯的成本優勢，但相鄰布線過
多，平行長線難以控制；
* 十二層板：推薦方案2、3，可用方案1、4、備用方案5
以上方案中，方案2、4 具有極好的EMC 性能，方案1、3 具有較
佳的性價比；
對于 14 層及以上層數的單板，由于其組合情況的多樣性，這里
不再一一列舉。大家可按照以上排布原則，根據實際情況具體分析。
以上層排布作為一般原則，僅供參考，具體設計過程中大家可根
據需要的電源層數、布線層數、特殊布線要求信號的數量、比例以及
電源、地的分割情況，結合以上排布原則靈活掌握
6 層板以后的各個方案在哪?
6 層和8 層來了
* 六層板，優選方案3，可用方案1，備用方案2、4
方案電源 地 信號 1 2 3 4 5 6
1 1 1 4 S1 G S2 S3 P S4
2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4
3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
* 八層板：優選方案2、3、可用方案1
方案電源 地 信號 1 2 3 4 5 6 7 8
1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5
2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4
3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4
4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4
5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4
EMC 問題
在布板的時候還應該注意EMC 的抑制哦！！這很不好把握，分布
電容隨時存在！！
如何接地!
PCB 設計原本就要考慮很多的因素,不同的環境需要考慮不同的
因素.另外,我不是PCB 工程師,經驗并不豐富))
地的分割與匯接
接地是抑制電磁干擾、提高電子設備EMC 性能的重要手段之一。
正確的接地既能提高產品抑制電磁干擾的能力，又能減少產品對外的
EMI 發射。
接地的含義
電子設備的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”（安全地），
另一種是“系統基準地”（信號地）。接地就是指在系統與某個電位基
準面之間建立低阻的導電通路。“接大地”就是以地球的電位為基準，
并以大地作為零電位，把電子設備的金屬外殼、電路基準點與大地相
連接。
把接地平面與大地連接，往往是出于以下考慮：
A 、提高設備電路系統工作的穩定性；
B 、靜電泄放；
C 、為*作人員提供安全保障。
接地的目的
A 、安全考慮，即保護接地；
B 、為信號電壓提供一個穩定的零電位參考點（信號地或系統地）；
C 、屏蔽接地。
基本的接地方式
電子設備中有三種基本的接地方式：單點接地、多點接地、浮
地。
單點接地
單點接地是整個系統中，只有一個物理點被定義為接地參考點，
其他各個需要接地的點都連接到這一點上。
單點接地適用于頻率較低的電路中（1MHZ 以下）。若系統的工作
頻率很高，以致工作波長與系統接地引線的長度可比擬時，單點接地
方式就有問題了。當地線的長度接近于1/4 波長時，它就象一根終端
短路的傳輸線，地線的電流、電壓呈駐波分布，地線變成了輻射天線，
而不能起到“地”的作用。
為了減少接地阻抗，避免輻射，地線的長度應小于1/20 波長。
在電源電路的處理上，一般可以考慮單點接地。對于大量采用的數字
電路的PCB，由于其含有豐富的高次諧波，一般不建議采用單點接地
方式。
多點接地
多點接地是指設備中各個接地點都直接接到距它最近的接地平
面上，以使接地引線的長度最短。
多點接地電路結構簡單，接地線上可能出現的高頻駐波現象顯著
減少，適用于工作頻率較高的（>10MHZ）場合。但多點接地可能會導
致設備內部形成許多接地環路，從而降低設備對外界電磁場的抵御能
力。在多點接地的情況下，要注意地環路問題，尤其是不同的模塊、
設備之間組網時。地線回路導致的電磁干擾：
理想地線應是一個零電位、零阻抗的物理實體。但實際的地線本
身既有電阻分量又有電抗分量，當有電流通過該地線時，就要產生電
壓降。地線會與其他連線（信號、電源線等）構成回路，當時變電磁
場耦合到該回路時，就在地回路中產生感應電動勢，并由地回路耦合
到負載，構成潛在的EMI 威脅。
浮地
浮地是指設備地線系統在電氣上與大地絕緣的一種接地方式。
由于浮地自身的一些弱點，不太適合一般的大系統中，其接地方
式很少采用
關于接地方式的一般選取原則：
對于給定的設備或系統，在所關心的最高頻率（對應波長為）入
上，當傳輸線的長度L〉入，則視為高頻電路，反之，則視為低頻電
路。根據經驗法則，對于低于1MHZ 的電路，采用單點接地較好；對
于高于10MHZ，則采用多點接地為佳。對于介于兩者之間的頻率而言，
只要最長傳輸線的長度L 小于/20 入，則可采用單點接地以避免公
共阻抗耦合。
對于接地的一般選取原則如下：
（1）低頻電路（<1MHZ），建議采用單點接地；
（2）高頻電路（>10MHZ），建議采用多點接地；
（3）高低頻混合電路，混合接地 |
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發表于 2009-6-25 19:24:59
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發表于 2009-6-26 01:06:50