高速PCB設計中的功能模塊細分

大多數PCB板都包含一些功能子系統或區域，每個功能子系統由一組器件及其支撐電路組成。 例如，典型的主板可以分為以下幾個區域：處理器、時鐘邏輯、存儲器、總線控制器、總線接口、PCT總線、外圍設備接口、視頻/音頻處理模塊等。 PCB需要緊密放置，以縮短走線長度，減少串擾、反射和電磁輻射，保證信號完整性； 另一方面，不同邏輯器件產生的射頻能量的頻譜是不同的。 特別是在高速系統中，信號頻率越高，與數字信號跳頻相關的操作產生的射頻能量的頻帶就越寬。 需要防止不同工作頻段的設備之間的相互干擾，特別是高帶寬設備對其他設備的干擾。

解決上述問題的方法是采用功能分割，即對PCB上不同功能的子系統進行物理分割。 根據不同的產品采用不同的細分方法。 通常可以采用多PCB、元件隔離和Layout FE隔離的方式。 適當的分段可以優化信號質量、簡化布線并減少干擾。 工程師必須指定組件屬于哪個功能分區，該信息可以從組件供應商處獲得。

功能劃分可以認為是將一個功能區域與另一個功能區域分開，從而隔離不同功能的電路，如圖1的示例所示。在PCB設計中，要實現的目標是限制與特定定子相關的電磁場 區域到需要這部分能量的區域。 例如，設計者希望來自處理器區域的電磁能量不能轉移到I/O電路。 處理器和 I/O 之間存在潛在差異。 只要存在電勢差，兩個區域之間就會發生共模能量轉移，因此它們之間的劃分必須很好地解耦。

功能劃分需要關注兩個方面：處理傳導和輻射的射頻能量。 傳導的射頻能量將通過信號線在功能分區和配電系統之間傳輸，輻射的H目標將通過自由空間耦合。 合理的PCB功能劃分就是尋求合理的方案，將有用的信號轉移到需要的地方，而拒絕不必要的信號。

PCB分割實現上述功能包括兩個方面：隔離和互連。

可以通過使用“溝槽”形成空心區域來實現隔離，而無需在所有層上涂銅。 “溝槽”的最小寬度為 50 密耳。 “溝槽”就像一條護城河，將整個PCB按照其功能劃分為“島嶼”。 功能區域之一（它就像 PCB 上那些未與其連接的信號線和路徑的“排除”區域）。 顯然，“溝槽”將鏡層劃分為每個區域形成獨立的電源和地，這可以防止射頻能量通過配電系統從一個區域進入到另一個區域。

然而，分割是為了更好地安排PCB的布局和布線，實現更好的互連。 這并不是完全的“隔離”。 必須為需要連接到各個子功能區的線路提供通道。 方法有兩種：一是采用獨立變壓器、光隔離器或共模數據線跨越“壕溝”； 二是在“壕”上架起“橋”。 只有具有“橋通”的信號才能進入（信號電流）和退出（返回電流）。

設計最佳的分割布局是不可能的。 另一種方法是對產生意外V能量的部分進行金屬屏蔽，從而控制輻射，增強PCB的抗干擾能力。

----電路板組裝及電路板加工廠家講解高速電路板設計中的功能模塊劃分