PCB地线与电源线,它们将影响你的布线质量
在PCB布线中,地线与电源线的布置不当会引起系统内的干扰,从而导致线路性能下降。只有将地线与电源线处理得当,将其产生的干扰噪声降至最低,才能保障PCB布线质量。
地线与电源线设计规则
数字电路的地线(层)与电源线(层)设计,一般应遵循下列原则:
a)地线一般用宽的印制线构成密集的地网,推荐把所有未用的铜表面连至地,必要时应采用地平面;
b)电源线应紧靠地线,对ECL、TTL电路,推荐用宽的印制线构成密集的电源网,必要时应采用电源平面;
c)应严格避免数字电路(特别是TIL电路)与敏感的模拟电路使用公用的地线和电源线;TTL电路与ECL电路,一般也应有各自独立的地线和电源线。
地线和电源线的PCB布线规则如下:
1、在电源、地线之间加上去耦电容。
2、尽量加宽电源线、地线宽度,最好是地线比电源线宽。
3、数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路,即构成一个地网来使用,模拟电路的地不能这样使用。
4、用大面积铜层作地线,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用,或是做成多层板,电源和地线各占用一层。
规则的检查
a)布线设计完成后,需认真检查布线设计是否符合设计者所制定的规则,同时也需确认所制定的规则是否符合印制板生产工艺的需求,一般检查如下几个方面。
b)线与线、线与元件焊盘、线与贯通孔、元件焊盘与贯通孔、贯通孔与贯通孔之间的距离是否合理,是否满足生产要求。
c)电源线和地线的宽度是否合适,电源与地线之间是否紧耦合(低的波阻抗),在PCB中是否还有能让地线加宽的地方。
d)对于关健的信号线是否采取了最佳措施,如长度最短,加保护线,输入线及输出线被明显地分开。
e)模拟电路和数字电路部分是否有各自独立的地线。
f)后加在PCB中的图形(如图标、注标)是否会造成信号短路。
g)对一些理想的线形进行修改。
h)在PCB上是否加有工艺线,阻焊是否符合生产工艺的要求,阻焊尺寸是否合适,字符标志是否压在器件焊盘上等。
i)多层板中的电源地层的外框是否缩小,如电源地层的铜箔露出板外容易造成短路。
扩展问答
1、PCB设计时,电源线和地线的位置不配合或良好配合时,会怎么样?
答:电源线和地线的位置良好配合,可以降低电磁干扰(EMl)的可能性。如果电源线和地线配合不当,会设计出系统环路,并很可能会产生噪声。电源线和地线配合不当的PCB设计示例如图所示。在此电路板上,使用不同的路线来布电源线和地线,由于这种不恰当的配合,电路板的电子元器件和线路受电磁干扰(EMI)的可能性比较大。
2、最近我学习PCB的设计,对高速多层PCB来说,电源线、地线和信号线的线宽设置为多少是合适的,常用设置是怎样的,能举例说明吗?例如工作频率在300Mhz的时候该怎么设置?
答:300MHz的信号一定要做阻抗仿真计算出线宽和线和地的距离;电源线需要根据电流的大小决定线宽;地在混合信号PCB时候一般就不用“线”了,而是用整个平面,这样才能保证回路电阻最小,并且信号线下面有一个完整的平面。
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