在設(shè)計 PCB(印制電路板)時,需要考慮的一個最基本的問題就是實現(xiàn)電路要求的功能需要多少個布線層、接地平面和電源平面,而印制電路板的布線層、接地平面和電源平面的層數(shù)的確定與電路功能、信號完整性、EMI、EMC、制造成本等要求有關(guān)。對于大多數(shù)的設(shè)計,PCB 的性能要求、目標成本、制造技術(shù)和系統(tǒng)的復(fù)雜程度等因素存在許多相互沖突的要求,PCB 的疊層設(shè)計通常是在考慮各方面的因素后折中決定的。高速數(shù)字電路和射頻電路通常采用多層板設(shè)計。
1 分層
在多層 PCB 中,通常包含有信號層(S)、電源(P)平面和接地(GND)平面。電源平面和接地平面通常是沒有分割的實體平面,它們將為相鄰信號走線的電流提供一個好的低阻抗的電流返回路徑。信號層大部分位于這些電源或地參考平面層之間,構(gòu)成對稱帶狀線或非對稱帶狀線。多層 PCB 的頂層和底層通常用于放置元器件和少量走線,這些信號走線要求不能太長,以減少走線產(chǎn)生的直接輻射。
2.確定單電源參考平面(電源平面)
使用去耦電容是解決電源完整性的一個重要措施。去耦電容只能放置在 PCB 的頂層和底層。去耦電容的走線、焊盤,以及過孔將嚴重影響去耦電容的效果,這就要求設(shè)計時必須考慮連接去耦電容的走線應(yīng)盡量短而寬,連接到過孔的導(dǎo)線也應(yīng)盡量短。 例如,在一個高速數(shù)字電路中,可以將去耦電容放置在硬板的頂層,將第 2 層分配給高速數(shù)字電路(如處理器)作為電源層,將第3層作為信號層,將第4層設(shè)置成高速數(shù)字電路地。
此外,要盡量保證由同一個高速數(shù)字器件所驅(qū)動的信號走線以同樣的電源層作為參考平面,而且此電源層為高速數(shù)字器件的供電電源層。