PCB跨分设计讲解与分析

PCB跨分设计讲解与分析

在电路设计中，一块PCB上的多个电源和多个地越来越多，如48V、12V-12V、5V、-5V、3.3V、2.5V、1.8V1.5V等常见类型的电源， AGND（模拟地）、DGND（数字地）、PGND（保护地）等不同功能。 有些IC明确要求IC进行单点接地，并且要求电源和地平面都被挖空。 为了保证这些地和电源的高可靠性，将每个电源和地分布到一层，即一个平面，势必会导致电路板层数的增加，以及电路板生产成本的增加。 将显着增加。 如前所述，制作电路板的成本与层数成正比。 为了节省成本和保证电路板的可靠性，工程师会根据电路板的特性，将两块或多块PCB的电源或地设计在同一平面上，导致电源和地平面不完整，即 接地（电源）层分割。

一、PCB板的交叉划分设计

电路上的PCB布线通过地（电源）层进行划分，信号的完整性会受到很大影响，电路的EMI和EMC特性也会发生变化。 这就是交叉划分问题。 这些也是电子工程师容易忽视的问题。 交叉主题有两个主要来源：

1. 电源/地平面的划分

在同一层（stratum）上，有模拟和数字之分。 当PCB布线经过该分区带时，就会出现交叉分区问题。

2、密过孔或密插（压接）器件引脚定义不当造成的分段

如果在引脚定义时密集的过孔或密集的插件（压接）器件分布不均匀，并且引脚之间的间距非常小，则会在层或定义层中产生狭窄的隔离区。 如果有一根电线穿过这个分区，就会造成交叉分区。

这些布线方式从表面上看是无可挑剔的：整齐、美观，也是一般电子或电路工程师首选的布线方式。 如果我们查看这些过孔对应区域的电源/地平面，我们会发现出现了电源和层分割的问题。

由于过孔间距较近，因此在电源/接地平面上会形成一条长分隔带。 如果有电缆穿过该分区带，也会出现交叉分区问题。 此类问题主要出现在电路中的总线接线上，必须引起工程师的重视。

同样，当过孔（包括焊盘和过孔）穿过地/电源层时，如果过孔之间的间距太近，也会出现上述问题。 此类问题主要发生在密排（压接）器件的引脚定义不正确时。 因此，在定义密排（压接）器件的管脚信号时，不仅要考虑信号的数量和类型，还要考虑信号总线的排列方式，避免因电源和电源划分而带来的交叉划分问题。 地平面。

二、PCB交叉分线布线的危害

交叉分裂路由的主要危害包括：

(1)接线阻抗不连续；

(2)容易造成信号之间的串扰；

(3)可能造成信号反射；

(4)增大电流环路面积和电感，使输出波形容易振荡；

（5）增加对空间的辐射干扰，易受空间磁场的影响；

(6)增加与板上其他电路磁场耦合的可能性；

(7)环路电感上的高频压降形成共模辐射源，通过外部电缆产生共模辐射。

对于需要严格阻抗控制并按照带状线模型走线的高速信号线，上平面、下平面或上下平面上的缺口也会破坏带状线模型，导致阻抗不连续，造成严重的信号失真 ，并降低了信号的可靠性。

为了形象地描述交叉分割路由对电磁干扰的影响，作者进行了实验对比。 从比较结果中很容易看出交叉分割的影响。 PCBA厂家为您讲解PCB跨分设计的危害、讲解与分析、电源/地平面划分以及PCB跨分走线。