PCB設(shè)計(jì)的一些鮮為人知的技巧介紹！

在設(shè)計(jì)電路板時(shí)，我們通常依靠在互聯(lián)網(wǎng)上找到的經(jīng)驗(yàn)和技能。 有些規(guī)則在設(shè)計(jì)中是通用的，有些規(guī)則只能用于特定的設(shè)計(jì)。

例如，ADC PCB 規(guī)則不適用于 RF，反之亦然。 然而，一些指南可以被認(rèn)為是適用于任何 PCB 設(shè)計(jì)的通用指南。 今天，我們來看看一些可以顯著改善PCB設(shè)計(jì)基本問題的方法和技巧。

1、電源及信號分配

配電是任何電氣設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵要素。所有組件都依賴電源來執(zhí)行其功能。 根據(jù)您的設(shè)計(jì)，某些組件可能具有電源連接，而同一板上的某些組件可能具有不良電源連接。

例如，如果所有組件均由單根電線供電，則每個(gè)組件將觀察到不同的阻抗，從而導(dǎo)致多個(gè)接地參考。例如，如果您有兩個(gè) ADC 電路，一個(gè)在開頭，另一個(gè)在結(jié)尾，并且兩個(gè) ADC 都讀取外部電壓，則每個(gè)模擬電路將讀取相對于自身的不同電位。

我們可以將功率分布總結(jié)為三種可能的方式：單點(diǎn)源、星型源和多點(diǎn)源。

(a) 單點(diǎn)供電：

每個(gè)組件的電源和地線相互分離，所有組件的電源接線僅匯聚在單個(gè)參考點(diǎn)，這被認(rèn)為適合電源。然而，這對于復(fù)雜或大/中型項(xiàng)目來說是不可行的。

(b) 明星來源：

星型光源可以看作是單點(diǎn)光源的改進(jìn)。由于其關(guān)鍵特性，它是不同的：組件之間的布線長度是相同的。

星形連接通常用于具有各種時(shí)鐘的復(fù)雜高速信號板。在高速信號PCB中，信號通常來自邊緣，然后到達(dá)中心。所有信號都可以從中心傳輸?shù)?a href="/tag/dianluban.html" target="_blank">電路板的任何區(qū)域，并且區(qū)域之間存在延遲。

(c) 多點(diǎn)源：

在任何情況下它都被認(rèn)為很差，但在任何電路中都很容易使用。多點(diǎn)源可能會導(dǎo)致組件之間和公共阻抗耦合中的參考差異。

這種設(shè)計(jì)風(fēng)格還允許高開關(guān) IC、時(shí)鐘和 RF 電路在共享連接的附近電路中引入噪聲。

當(dāng)然，在我們的日常生活中，我們不會總是有單一類型的分布。我們可以做出的權(quán)衡是將單點(diǎn)源與多點(diǎn)源混合。模擬敏感設(shè)備和高速/射頻系統(tǒng)可以放置在一個(gè)點(diǎn)，而所有其他不太敏感的外圍設(shè)備可以放置在一個(gè)點(diǎn)。

2、動(dòng)力飛機(jī)

您有沒有想過是否應(yīng)該使用動(dòng)力飛機(jī)？答案是肯定的。電源板是任何電路傳輸功率和降低噪聲的方法之一。

電源層縮短了接地路徑，降低了電感，提高了電磁兼容（EMC）性能。還應(yīng)該歸因于在兩側(cè)的電源平面上還生成了平行板去耦電容，從而防止了噪聲傳播。

電源板還有另一個(gè)明顯的優(yōu)點(diǎn)：由于面積大，可以允許更多的電流通過，從而提高電路板的工作溫度范圍。 但請注意，電源層可以提高工作溫度，但也必須考慮布線。 IPC-2221 和 IPC-9592 中給出了跟蹤規(guī)則。

對于帶有射頻源（或任何高速信號應(yīng)用）的PCB，需要有完整的接地層以提高電路板的性能。信號必須在不同的平面上，使用兩層板同時(shí)滿足兩個(gè)要求幾乎是不可能的。如果您想設(shè)計(jì)天線或任何低復(fù)雜度的射頻板，您可以使用兩層。

在混合信號設(shè)計(jì)中，制造商通常建議將模擬與數(shù)字分開。 敏感的模擬電路很容易受到高速開關(guān)和信號的影響。 如果模擬和數(shù)字接地不同，則接地平面將分開。然而，存在以下缺點(diǎn)。 應(yīng)注意由于地平面不連續(xù)而引起的分地的串?dāng)_和環(huán)路面積。

3、電磁兼容性和電磁干擾（EMI）

對于高頻設(shè)計(jì)（例如 RF 系統(tǒng)），EMI 可能是一個(gè)主要缺點(diǎn)。前面討論的接地層可以幫助降低 EMI，但根據(jù)您的 5G 電路板，接地層可能會導(dǎo)致其他問題。在四層或多層的層壓板中，飛機(jī)的距離至關(guān)重要。

當(dāng)面內(nèi)電容較小時(shí)，板上電場會擴(kuò)大。同時(shí)，兩個(gè)平面之間的阻抗減小，允許返回電流流向信號平面。 這將為任何穿過平面的高頻信號產(chǎn)生 EMI。

避免 EMI 的一個(gè)簡單解決方案是防止高速信號跨越多層。 添加去耦電容； 并在信號線周圍放置接地過孔。

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