PCB設計的一些鮮為人知的技巧介紹！

在設計電路板時，我們通常依靠在互聯網上找到的經驗和技能。 有些規則在設計中是通用的，有些規則只能用于特定的設計。

例如，ADC PCB 規則不適用于 RF，反之亦然。 然而，一些指南可以被認為是適用于任何 PCB 設計的通用指南。 今天，我們來看看一些可以顯著改善PCB設計基本問題的方法和技巧。

1、電源及信號分配

配電是任何電氣設計中的關鍵要素。所有組件都依賴電源來執行其功能。 根據您的設計，某些組件可能具有電源連接，而同一板上的某些組件可能具有不良電源連接。

例如，如果所有組件均由單根電線供電，則每個組件將觀察到不同的阻抗，從而導致多個接地參考。例如，如果您有兩個 ADC 電路，一個在開頭，另一個在結尾，并且兩個 ADC 都讀取外部電壓，則每個模擬電路將讀取相對于自身的不同電位。

我們可以將功率分布總結為三種可能的方式：單點源、星型源和多點源。

(a) 單點供電：

每個組件的電源和地線相互分離，所有組件的電源接線僅匯聚在單個參考點，這被認為適合電源。然而，這對于復雜或大/中型項目來說是不可行的。

(b) 明星來源：

星型光源可以看作是單點光源的改進。由于其關鍵特性，它是不同的：組件之間的布線長度是相同的。

星形連接通常用于具有各種時鐘的復雜高速信號板。在高速信號PCB中，信號通常來自邊緣，然后到達中心。所有信號都可以從中心傳輸到電路板的任何區域，并且區域之間存在延遲。

(c) 多點源：

在任何情況下它都被認為很差，但在任何電路中都很容易使用。多點源可能會導致組件之間和公共阻抗耦合中的參考差異。

這種設計風格還允許高開關 IC、時鐘和 RF 電路在共享連接的附近電路中引入噪聲。

當然，在我們的日常生活中，我們不會總是有單一類型的分布。我們可以做出的權衡是將單點源與多點源混合。模擬敏感設備和高速/射頻系統可以放置在一個點，而所有其他不太敏感的外圍設備可以放置在一個點。

2、動力飛機

您有沒有想過是否應該使用動力飛機？答案是肯定的。電源板是任何電路傳輸功率和降低噪聲的方法之一。

電源層縮短了接地路徑，降低了電感，提高了電磁兼容（EMC）性能。還應該歸因于在兩側的電源平面上還生成了平行板去耦電容，從而防止了噪聲傳播。

電源板還有另一個明顯的優點：由于面積大，可以允許更多的電流通過，從而提高電路板的工作溫度范圍。 但請注意，電源層可以提高工作溫度，但也必須考慮布線。 IPC-2221 和 IPC-9592 中給出了跟蹤規則。

對于帶有射頻源（或任何高速信號應用）的PCB，需要有完整的接地層以提高電路板的性能。信號必須在不同的平面上，使用兩層板同時滿足兩個要求幾乎是不可能的。如果您想設計天線或任何低復雜度的射頻板，您可以使用兩層。

在混合信號設計中，制造商通常建議將模擬與數字分開。 敏感的模擬電路很容易受到高速開關和信號的影響。 如果模擬和數字接地不同，則接地平面將分開。然而，存在以下缺點。 應注意由于地平面不連續而引起的分地的串擾和環路面積。

3、電磁兼容性和電磁干擾（EMI）

對于高頻設計（例如 RF 系統），EMI 可能是一個主要缺點。前面討論的接地層可以幫助降低 EMI，但根據您的 5G 電路板，接地層可能會導致其他問題。在四層或多層的層壓板中，飛機的距離至關重要。

當面內電容較小時，板上電場會擴大。同時，兩個平面之間的阻抗減小，允許返回電流流向信號平面。 這將為任何穿過平面的高頻信號產生 EMI。

避免 EMI 的一個簡單解決方案是防止高速信號跨越多層。 添加去耦電容； 并在信號線周圍放置接地過孔。

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