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PCB設(shè)計(jì)中多層板的電源設(shè)計(jì)
電路板始終需要為其組件提供電源和接地連接。最初，這將在較舊的兩層板上進(jìn)行寬跡處理，直到多層板變得更加普遍為止。從那時(shí)起，即使電網(wǎng)仍然走很寬的走線，通常也會(huì)在接地層上至少找到一層。
這是PCB設(shè)計(jì)中電源平面和接地平面的優(yōu)點(diǎn)之一，它們?yōu)榻M件的電源和接地連接提供了便捷的通道。盡管設(shè)計(jì)得當(dāng)，但在設(shè)計(jì)中使用平面還有許多其他好處。以下是一些較明顯的方法：
EMI保護(hù)：到達(dá)目的地后，印刷電路板上的信號(hào)需要返回。如果沒有直接的返回路徑，信號(hào)越快，可能產(chǎn)生的噪聲（電磁干擾）就越大。通過提供一個(gè)與這些高速信號(hào)相鄰的平面，您已經(jīng)創(chuàng)建了信號(hào)減少噪聲所需的清晰返回路徑。此外，飛機(jī)還將幫助屏蔽和保護(hù)敏感信號(hào)免受傳入EMI的影響。
減少接地反彈和串?dāng)_：PCB設(shè)計(jì)中的平面也可以幫助控制接地反彈。在這種情況下，具有快速開關(guān)速度的設(shè)備可能看不到其信號(hào)電壓一直下降到其參考地電平。在電源和接地層分開的情況下，這些層之間的電容將幫助這些信號(hào)返回到其參考電平。在兩個(gè)信號(hào)層之間使用接地層還將有助于減少它們之間的寬邊耦合或串?dāng)_的可能性。
降低電源噪聲：為了保護(hù)敏感的數(shù)字電路，從產(chǎn)生的噪聲的電源，它是使用獨(dú)立的地平面的電路這兩個(gè)領(lǐng)域是一個(gè)好主意。這些平面可以在單個(gè)點(diǎn)連接，但是隔離將有助于防止敏感的信號(hào)返回路徑試圖穿過嘈雜的地面區(qū)域。
散熱器：通過提供從熱組件的熱著陸墊到平面的直接機(jī)械連接，該組件的一部分熱量可以通過平面重定向。
在電路板疊層中配置電源平面和接地平面時(shí)，需要考慮許多因素。在某些情況下，您的敏感信號(hào)將需要帶狀線平面配置，而電路的不同區(qū)域應(yīng)具有隔離的電源和接地平面。然后，處理器和其他有源部件可能需要多個(gè)電壓。您如何處理所有這些需求？
對(duì)于具有較少層數(shù)的印刷電路板（例如4層板），可以通過走線來布線電源，以便僅將內(nèi)部層保留用于接地層。在具有多個(gè)電壓要求的板上，可以使用分離平面來覆蓋所有不同的電源。層配置有許多不同的變化，這些變化會(huì)根據(jù)電路的需求而變化。以下是一些較常見的：
四層板通常將包含一個(gè)內(nèi)部電源和接地層，盡管在某些情況下，該板將使用兩個(gè)內(nèi)部接地層。在這種情況下，您會(huì)發(fā)現(xiàn)電源和信號(hào)走線都在外部層上布線。
傳統(tǒng)上，六層板將電源層和接地層埋在板層堆疊的中心，但這并不是信號(hào)完整性的很佳方案。相反，您應(yīng)該考慮將內(nèi)部信號(hào)層埋在堆棧的中心，或者將電源層和內(nèi)部信號(hào)層置于中心，在第二層和第五層上放置兩個(gè)接地層。
八層板具有多層配置選項(xiàng)。使用八層的好處是，您可以根據(jù)需要配置多種方法來配置堆棧。不好的是，通過使用大量平面來改善信號(hào)完整性，您可以有效地刪除更多的路由層。您必須決定最適合您設(shè)計(jì)的折衷方案。
添加的層越多，板的成本就越高。但是，您通常需要更多的層才能獲得電路所需的信號(hào)完整性性能。這需要對(duì)什么最適合您的設(shè)計(jì)進(jìn)行良好的成本分析。