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較多的PCB工程師,他們經(jīng)常畫電腦主板,對(duì)Allegro等優(yōu)秀的工具非常的熟練,但是,非�？上У氖�,他們居然很少知道如何進(jìn)行阻抗控制,如何使用工具進(jìn)行信號(hào)完整性分析.如何使用IBIS模型我覺得真正的PCB高手應(yīng)該還是信號(hào)完整性專家,而不僅僅停留在連連線,過過孔的基礎(chǔ)上對(duì)布通一塊板子容易,布好一塊好難。 小資料
對(duì)于電源、地的層數(shù)以及信號(hào)層數(shù)確定后,它們之間的相對(duì)排布位置是每一個(gè)PCB工程師都不能回避的話題; 單板 層的排布一般原則： 元件面下面（第二層）為地平面,提供器件屏蔽層以及為頂層布線提供參考平面; 所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰; 盡量避免兩信號(hào)層直接相鄰;s 主電源盡可能與其對(duì)應(yīng)地相鄰; 兼顧層壓結(jié)構(gòu)對(duì)稱。
對(duì)于母板的層排布,現(xiàn)有母板很難控制平行長距離布線,對(duì)于板級(jí) 工作頻率在50MHZ以上的（50MHZ以下的情況可參照,適當(dāng)放寬）,建議排布原則：
元件面、焊接面為完整的地平面（屏蔽）; 無相鄰平行布線層; 所有信號(hào)層盡可能與地平面相鄰; 關(guān)鍵信號(hào)與地層相鄰,不跨分割區(qū)。
注：具體PCB的層的設(shè)置時(shí),要對(duì)以上原則進(jìn)行靈活掌握,在領(lǐng)會(huì)以上原則的基礎(chǔ)上,根據(jù)實(shí)際單板的需求,如：是否需要一關(guān)鍵布線層、電源、地平面的分割情況等,確定層的排布,切忌生搬硬套,或摳住一點(diǎn)不放。
以下為單板層的排布的具體探討：
*四層板,優(yōu)選方案1,可用方案3
方案 電源層數(shù) 地層數(shù) 信號(hào)層數(shù) 1 2 3 4
1 1 1 2 S G P S
2 1 2 2 G S S P
3 1 1 2 S P G S
方案1 此方案四層PCB的主選層設(shè)置方案,在元件面下有一地平面,關(guān)鍵信號(hào)優(yōu)選布TOP層;至于層厚設(shè)置,有以下建議：
滿足阻抗控制芯板（GND到POWER）不宜過厚,以降低電源、地平面的分布阻抗;保證電源平面的去藕效果;為了達(dá)到一定的屏蔽效果,有人試圖把電源、地平面放在TOP、BOTTOM層,即采用方案2：
此方案為了達(dá)到想要的屏蔽效果,至少存在以下缺陷：
電源、地相距過遠(yuǎn),電源平面阻抗較大
電源、地平面由于元件焊盤等影響,極不完整
由于參考面不完整,信號(hào)阻抗不連續(xù)
實(shí)際上,由于大量采用表貼器件,對(duì)于器件越來越密的情況下,本方案的電源、地幾乎無法作為完整的參考平面,預(yù)期的屏蔽效果很難實(shí)現(xiàn);方案2使用范圍有限。但在個(gè)別單板中,方案2不失為最佳層設(shè)置方案。
以下為方案2使用案例;
案例（特例）：設(shè)計(jì)過程中,出現(xiàn)了以下情況： A、整板無電源平面,只有GND、PGND各占一個(gè)平面; B、整板走線簡單,但作為接口濾波板,布線的輻射必須關(guān)注; C、該板貼片元件較少,多數(shù)為插件。 分析：
１、由于該板無電源平面,電源平面阻抗問題也就不存在了; ２、由于貼片元件少（單面布局）,若表層做平面層,內(nèi)層走線,參考平面的完整性基本得到保證,而且第二層可鋪銅保證少量頂層走線的參考平面; ３、作為接口濾波板,PCB布線的輻射必須關(guān)注,若內(nèi)層走線,表層為GND、PGND,走線得到很好的屏蔽,傳輸線的輻射得到控制;
鑒于以上原因,在本板的層的排布時(shí),決定采用方案2,即：GND、S1、S2、PGND,由于表層仍有少量短走線,而底層則為完整的地平面,我們?cè)赟1 布線層鋪銅,保證了表層走線的參考平面;五塊接口濾波板中,出于以上同樣的分析,設(shè)計(jì)人員決定采用方案2,同樣不失為層的設(shè)置經(jīng)典。
列舉以上特例,就是要告訴大家,要領(lǐng)會(huì)層的排布原則,而非機(jī)械照搬。
方案3：此方案同方案1類似,適用于主要器件在BOTTOM布局或關(guān)鍵信號(hào)底層布線的情況;一般情況下,限制使用此方案;
*六層板：優(yōu)選方案3,可用方案1,備用方案2、4對(duì)于六層板,優(yōu)先考慮方案3,優(yōu)選布線層S2,其次S3、S1。主電源及其對(duì)應(yīng)的地布在4、5層,層厚設(shè)置時(shí),增大S2-P之間的間距,縮小P-G2之間的間距（相應(yīng)縮小G1-S2層之間的間距）,以減小電源平面的阻抗,減少電源對(duì)S2的影響;
在成本要求較高的時(shí)候,可采用方案1,優(yōu)選布線層S1、S2,其次S3、S4,與方案1相比,方案2保證了電源、地平面相鄰,減少電源阻抗,但S1、S2、S3、S4全部裸露在外,只有S2才有較好的參考平面; 對(duì)于局部、少量信號(hào)要求較高的場合,方案4比方案3更適合,它能提供極佳的布線層S2。
*八層板：優(yōu)選方案2、3、可用方案1
對(duì)于單電源的情況下,方案2比方案1減少了相鄰布線層,增加了主電源與對(duì)應(yīng)地相鄰,保證了所有信號(hào)層與地平面相鄰,代價(jià)是：犧牲一布線層;對(duì)于雙電源的情況,推薦采用方案3,方案3兼顧了無相鄰布線層、層壓結(jié)構(gòu)對(duì)稱、主電源與地相鄰等優(yōu)點(diǎn),但S4應(yīng)減少關(guān)鍵布線;方案4：無相鄰布線層、層壓結(jié)構(gòu)對(duì)稱,但電源平面阻抗較高;應(yīng)適當(dāng)加大3-4、5-6,縮小2-3、6-7之間層間距;
方案5：與方案4相比,保證了電源、地平面相鄰;但S2、S3相鄰,S4以P2作參考平面;對(duì)于底層關(guān)鍵布線較少以及S2、S3之間的線間竄擾能控制的情況下此方案可以考慮;
*十層板：推薦方案2、3、可用方案1、4
方案3：擴(kuò)大3-4與7-8各自間距,縮小5-6間距,主電源及其對(duì)應(yīng)地應(yīng)置于6、7層;優(yōu)選布線層S2、S3、S4,其次S1、S5;本方案適合信號(hào)布線要求相差不大的場合,兼顧了性能、成本;推薦大家使用;但需注意避免S2、S3之間平行、長距離布線; 方案4：EMC效果極佳,但與方案3比,犧牲一布線層;在成本要求不高、EMC指標(biāo)要求較高、且必須雙電源層的關(guān)鍵單板,建議采用此種方案;優(yōu)選布線層 S2、S3,對(duì)于單電源層的情況,首先考慮方案2,其次考慮方案1。方案1具有明顯的成本優(yōu)勢,但相鄰布線過多,平行長線難以控制;
*十二層板：推薦方案2、3,可用方案1、4、備用方案5 以上方案中,方案2、4具有極好的EMC性能,方案1、3具有較佳的性價(jià)比; 對(duì)于14層及以上層數(shù)的單板,由于其組合情況的多樣性,這里不再一一列舉。大家可按照以上排布原則,根據(jù)實(shí)際情況具體分析。 以上層排布作為一般原則,僅供參考,具體設(shè)計(jì)過程中大家可根據(jù)需要的電源層數(shù)、布線層數(shù)、特殊布線要求信號(hào)的數(shù)量、比例以及電源、地的分割情況,結(jié)合以上排布原則靈活掌握
6層板以后的各個(gè)方案在哪?
6層和8層來了
*六層板,優(yōu)選方案3,可用方案1,備用方案2、4
方案 電源 地 信號(hào) 1 2 3 4 5 6
1 1 1 4 S1 G S2 S3 P S4
2 1 1 4 S1 S2 G P S3 S4
3 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
4 1 2 3 S1 G1 S2 G2 P S3
*八層板：優(yōu)選方案2、3、可用方案1
方案 電源 地 信號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8
1 1 2 5 S1 G1 S2 S3 P S4 G2 S5
2 1 3 4 S1 G1 S2 G2 P S3 G3 S4
3 2 2 4 S1 G1 S2 P1 G2 S3 P2 S4
4 2 2 4 S1 G1 S2 P1 P2 S3 G3 S4
5 2 2 4 S1 G1 P1 S2 S3 G2 P2 S4
EMC問題 在布板的時(shí)候還應(yīng)該注意EMC的抑制哦�。∵@很不好把握,分布電容隨時(shí)存在��！
如何接地!
PCB設(shè)計(jì)原本就要考慮很多的因素,不同的環(huán)境需要考慮不同的因素.另外,我不是PCB工程師,經(jīng)驗(yàn)并不豐富:)))
地的分割與匯接 接地是抑制電磁干擾、提高電子設(shè)備EMC性能的重要手段之一。正確的接地既能提高產(chǎn)品抑制電磁干擾的能力,又能減少產(chǎn)品對(duì)外的EMI發(fā)射。 接地的含義 電子設(shè)備的“地”通常有兩種含義：一種是“大地”（安全地）,另一種是“系統(tǒng)基準(zhǔn)地”（信號(hào)地）。接地就是指在系統(tǒng)與某個(gè)電位基準(zhǔn)面之間建立低阻的導(dǎo)電通路。“接大地”就是以地球的電位為基準(zhǔn),并以大地作為零電位,把電子設(shè)備的金屬外殼、電路基準(zhǔn)點(diǎn)與大地相連接。
把接地平面與大地連接,往往是出于以下考慮：
A、提高設(shè)備電路系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性;
B、靜電泄放;
C、為*作人員提供安全保障。
接地的目的 A、安全考慮,即保護(hù)接地; B、為信號(hào)電壓提供一個(gè)穩(wěn)定的零電位參考點(diǎn)（信號(hào)地或系統(tǒng)地）; C、屏蔽接地。 基本的接地方式 電子設(shè)備中有三種基本的接地 方式：單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地、浮地。 單點(diǎn)接地
單點(diǎn)接地是整個(gè)系統(tǒng)中,只有一個(gè)物理點(diǎn)被定義為接地參考點(diǎn),其他各個(gè)需要接地的點(diǎn)都連接到這一點(diǎn)上。 單點(diǎn)接地適用于頻率較低的電路中（1MHZ以下）。若系統(tǒng)的工作頻率很高,以致工作波長與系統(tǒng)接地引線的長度可比擬時(shí),單點(diǎn)接地方式就有問題了。當(dāng)?shù)鼐�的長度接近于1/4波長時(shí),它就象一根終端短路的傳輸線,地線的電流、電壓呈駐波分布,地線變成了輻射天線,而不能起到“地”的作用。 為了減少接地阻抗,避免輻射,地線的長度應(yīng)小于1/20波長。在電源電路的處理上,一般可以考慮單點(diǎn)接地。對(duì)于大量采用的數(shù)字電路的PCB,由于其含有豐富的高次諧波,一般不建議采用單點(diǎn)接地方式。
多點(diǎn)接地 多點(diǎn)接地是指設(shè)備中各個(gè)接地點(diǎn)都直接接到距它最近的接地平面上,以使接地引線的長度最短。 多點(diǎn)接地電路結(jié)構(gòu)簡單,接地線上可能出現(xiàn)的高頻駐波現(xiàn)象顯著減少,適用于工作頻率較高的（>10MHZ）場合。但多點(diǎn)接地可能會(huì)導(dǎo)致設(shè)備內(nèi)部形成許多接地環(huán)路,從而降低設(shè)備對(duì)外界電磁場的抵御能力。在多點(diǎn)接地的情況下,要注意地環(huán)路問題,尤其是不同的模塊、設(shè)備之間組網(wǎng)時(shí)。地線回路導(dǎo)致的電磁干擾： 理想地線應(yīng)是一個(gè)零電位、零阻抗的物理實(shí)體。但實(shí)際的地線本身既有電阻分量又有電抗分量,當(dāng)有電流通過該地線時(shí),就要產(chǎn)生電壓降。地線會(huì)與其他連線（信號(hào)、電源線等）構(gòu)成回路,當(dāng)時(shí)變電磁場耦合到該回路時(shí),就在地回路中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,并由地回路耦合到負(fù)載,構(gòu)成潛在的EMI威脅。
浮地
浮地是指設(shè)備地線系統(tǒng)在電氣上與大地絕緣的一種接地方式。
由于浮地自身的一些弱點(diǎn),不太適合一般的大系統(tǒng)中,其接地方式很少采用
關(guān)于接地方式的一般選取原則： 對(duì)于給定的設(shè)備或系統(tǒng),在所關(guān)心的最高頻率（對(duì)應(yīng)波長為）入上,當(dāng)傳輸線的長度L〉入,則視為高頻電路,反之,則視為低頻電路。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)法則,對(duì)于低于 1MHZ的電路,采用單點(diǎn)接地較好;對(duì)于高于10MHZ,則采用多點(diǎn)接地為佳。對(duì)于介于兩者之間的頻率而言,只要最長傳輸線的長度L小于/20 入,則可采用單點(diǎn)接地以避免公共阻抗耦合。
對(duì)于接地的一般選取原則如下：
（1）低頻電路（<1MHZ）,建議采用單點(diǎn)接地; （2）高頻電路（>10MHZ）,建議采用多點(diǎn)接地; （3）高低頻混合電路,混合接地 |
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