PCB PDN design guidelines (PCB电源完整性设计指导) ------PCB布局指南

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1.携带高速数字信号或时钟的走线长度应最小化。
高速数字信号和时钟通常是最强的噪声源。这些走线越长,从这些走线中吸收能量的机会就越大。还要记住,环路面积通常比走线长度更重要。确保在每条走线附近都有一条良好的高频电流返回路径。
2.应尽量减少直接连接到连接器的走线(I / O走线)的长度。
直接连接到连接器的走线可能是在板上或板上耦合能量的路径。
3.请勿将高频成分的信号路由到板I / O所用的组件下方。
在组件下方布线的走线可以将能量电容或电感耦合到该组件。
4.关键信号或时钟走线应埋在电源/接地层之间。
在两个实体平面之间的层上布线走线,可以很好地包含这些走线中的场并防止不必要的耦合。
5.高速(或敏感)走线应从电路板边缘至少布线2倍,其中X是走线与其返回电流路径之间的距离。
与非常靠近板的边缘的走线相关的电场和磁场线包含得很少。从这些走线来看,串扰和与天线的串扰和耦合往往更大。
6.差分信号走线对应布线在一起,并与任何实体平面保持相同的距离。
如果差分信号保持平衡(即它们具有相同的长度并相对于其他导体保持相同的阻抗),则它们不太容易受到噪声的干扰,并且不太可能产生辐射。
7.所有参考同一个电源回路(例如接地)的电源(例如电压)平面都应在同一层布线。
例如,如果一块板使用了3.3V,3.3V模拟和1.0V这三个电压,则通常希望使这些平面之间的高频耦合最小。将它们放在同一层上以确保没有重叠。由于有源器件不太可能在板上的任何位置要求两个不同的电压,因此这也将有助于促进有效的布局。
8.给定层上任何两个电源平面之间的距离至少应为3 mm。
如果两个平面在同一层上彼此太靠近,则可能会发生明显的高频耦合。 在不利条件下,如果平面之间的距离太近,则可能会产生电弧或短路。
9.在具有电源和接地平面的板上,不应使用任何走线连接到电源或接地。
应使用与组件电源或接地垫相邻的过孔进行连接。连接到位于不同层上的平面的走线会占用空间并增加连接的电感。如果高频阻抗成为问题(与电源总线去耦连接一样),则该电感会大大降低连接性能。
10.如果设计具有一个以上的接地层,则在给定位置的所有接地都应与该位置的所有接地层进行。
这里的总体指导原则是,如果允许的话,高频电流将采用最有利(最低电感)的路径。不要仅通过连接到特定平面来尝试引导这些电流的流动。
11.接地平面上不应有间隙或缝隙。
通常最好有一个坚实的地面(信号返回)平面。必须与接地层进行直流隔离的任何其他功率或信号电流回路都应在除接地层以外的其他层上布线。有时,需要间隙来将低频模拟电路与高频数字电路隔离。在这种情况下,必须小心放置间隙,该间隙不得中断高速信号的任何返回路径。如下图第一个所示,如果由于某种原因要使飞机保持间隙,则位置2中的间隙对信号完整性或辐射发射几乎没有影响。但是,位置1的间隙可能会导致严重的问题。在走线下方的平面上返回的电流被迫绕过间隙。这显着增加了信号环路面积。
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在低频(通常为kHz频率及更低频率)下,这些平面的电阻易于将电流分散开,从而使两个遥远点之间流动的电流可以覆盖板的大部分,如下图左边所示。频率的模拟和数字组件,这会产生问题。图右说明了在接地平面中放置的间隙如何能够保护位于电路板特定区域的电路免受平面中流动的低频返回电流的影响。
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12.板上所有与机箱,电缆或其他良好的“天线部件”接触(或耦合)的电源或接地导体都应高频连接在一起。
名义上称为“地”的不同导体之间的意外电压是辐射发射和磁化率问题的主要来源。

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