PCB跨分設(shè)計講解與分析

在電路設(shè)計中，一塊PCB上的多個電源和多個地越來越多，如48V、12V-12V、5V、-5V、3.3V、2.5V、1.8V1.5V等常見類型的電源， AGND（模擬地）、DGND（數(shù)字地）、PGND（保護地）等不同功能。 有些IC明確要求IC進行單點接地，并且要求電源和地平面都被挖空。 為了保證這些地和電源的高可靠性，將每個電源和地分布到一層，即一個平面，勢必會導(dǎo)致電路板層數(shù)的增加，以及電路板生產(chǎn)成本的增加。 將顯著增加。 如前所述，制作電路板的成本與層數(shù)成正比。 為了節(jié)省成本和保證電路板的可靠性，工程師會根據(jù)電路板的特性，將兩塊或多塊PCB的電源或地設(shè)計在同一平面上，導(dǎo)致電源和地平面不完整，即 接地（電源）層分割。

一、PCB板的交叉劃分設(shè)計

電路上的PCB布線通過地（電源）層進行劃分，信號的完整性會受到很大影響，電路的EMI和EMC特性也會發(fā)生變化。 這就是交叉劃分問題。 這些也是電子工程師容易忽視的問題。 交叉主題有兩個主要來源：

1. 電源/地平面的劃分

在同一層（stratum）上，有模擬和數(shù)字之分。 當(dāng)PCB布線經(jīng)過該分區(qū)帶時，就會出現(xiàn)交叉分區(qū)問題。

2、密過孔或密插（壓接）器件引腳定義不當(dāng)造成的分段

如果在引腳定義時密集的過孔或密集的插件（壓接）器件分布不均勻，并且引腳之間的間距非常小，則會在層或定義層中產(chǎn)生狹窄的隔離區(qū)。 如果有一根電線穿過這個分區(qū)，就會造成交叉分區(qū)。

這些布線方式從表面上看是無可挑剔的：整齊、美觀，也是一般電子或電路工程師首選的布線方式。 如果我們查看這些過孔對應(yīng)區(qū)域的電源/地平面，我們會發(fā)現(xiàn)出現(xiàn)了電源和層分割的問題。

由于過孔間距較近，因此在電源/接地平面上會形成一條長分隔帶。 如果有電纜穿過該分區(qū)帶，也會出現(xiàn)交叉分區(qū)問題。 此類問題主要出現(xiàn)在電路中的總線接線上，必須引起工程師的重視。

同樣，當(dāng)過孔（包括焊盤和過孔）穿過地/電源層時，如果過孔之間的間距太近，也會出現(xiàn)上述問題。 此類問題主要發(fā)生在密排（壓接）器件的引腳定義不正確時。 因此，在定義密排（壓接）器件的管腳信號時，不僅要考慮信號的數(shù)量和類型，還要考慮信號總線的排列方式，避免因電源和電源劃分而帶來的交叉劃分問題。 地平面。

二、PCB交叉分線布線的危害

交叉分裂路由的主要危害包括：

(1)接線阻抗不連續(xù)；

(2)容易造成信號之間的串?dāng)_；

(3)可能造成信號反射；

(4)增大電流環(huán)路面積和電感，使輸出波形容易振蕩；

（5）增加對空間的輻射干擾，易受空間磁場的影響；

(6)增加與板上其他電路磁場耦合的可能性；

(7)環(huán)路電感上的高頻壓降形成共模輻射源，通過外部電纜產(chǎn)生共模輻射。

對于需要嚴格阻抗控制并按照帶狀線模型走線的高速信號線，上平面、下平面或上下平面上的缺口也會破壞帶狀線模型，導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，造成嚴重的信號失真 ，并降低了信號的可靠性。

為了形象地描述交叉分割路由對電磁干擾的影響，作者進行了實驗對比。 從比較結(jié)果中很容易看出交叉分割的影響。 PCBA廠家為您講解PCB跨分設(shè)計的危害、講解與分析、電源/地平面劃分以及PCB跨分走線。