接地平面在PCB設(shè)計(jì)中使用方式

PCB設(shè)計(jì)時(shí)如果不仔細(xì)注意接地層，則電路板可能無(wú)法達(dá)到預(yù)期的性能，并且可能會(huì)遭受各種形式的電氣噪聲和干擾。讓我們看一下什么是PCB接地平面，以及一些如何確保PCB設(shè)計(jì)時(shí)其充當(dāng)電路板所需牢固基礎(chǔ)的技巧。
為什么PCB地平面很重要？
PCB電路板上的接地層通常是連接到電路接地的大面積金屬。該金屬區(qū)域有時(shí)僅是板的一小部分，或者在多層設(shè)計(jì)中，它可以是整個(gè)板層。根據(jù)設(shè)計(jì)需要，它甚至可能占據(jù)多層。
接地層在PCB設(shè)計(jì)上具有三個(gè)重要目的：
1、電壓返回：PCB上的大多數(shù)每個(gè)組件都將連接到電源網(wǎng)絡(luò)，然后返回電壓將通過(guò)接地網(wǎng)絡(luò)返回。在只有一層或兩層的板上，接地網(wǎng)通常必須使用較寬的走線進(jìn)行布線。但是，通過(guò)將整個(gè)層專用于多層板的接地層，可以簡(jiǎn)化將每個(gè)組件連接到接地網(wǎng)的過(guò)程。
2、信號(hào)返回：常規(guī)信號(hào)也需要返回，對(duì)于高速設(shè)計(jì)，在地面上有清晰的返回路徑非常重要。如果沒(méi)有這種清晰的返回路徑，這些信號(hào)會(huì)對(duì)PCB的其余部分產(chǎn)生很大的干擾。
減少噪聲和干擾：隨著信號(hào)速度的提高，數(shù)字電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)也會(huì)越來(lái)越多。這會(huì)通過(guò)接地電路產(chǎn)3、生噪聲脈沖，這可能會(huì)影響電路的其他部分。具有較大導(dǎo)電面積的接地層有助于減少這種干擾，因?yàn)榕c接地網(wǎng)通過(guò)走線布線相比，它具有更低的阻抗。
通過(guò)仔細(xì)規(guī)劃多層電路板的層堆疊配置，PCB設(shè)計(jì)人員可以使用接地層來(lái)幫助控制電路板的電氣性能。通過(guò)在兩個(gè)有源信號(hào)層之間使用接地層，可以消除這些層上信號(hào)之間的串?dāng)_。并且通過(guò)確保在接地面上有不間斷的信號(hào)返回路徑，可以改善高速傳輸線的信號(hào)完整性。接地層通常也連接到變熱的組件上，以幫助散熱。
電源或地平面的重要元素
正如我們所說(shuō)，接地平面可以是電路板層上金屬的指定區(qū)域，也可以占據(jù)整個(gè)層本身。如何完成此操作取決于你使用的PCB設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)的類型。大多數(shù)CAD系統(tǒng)都使你能夠繪制平面，使其看起來(lái)像是一整塊金屬，并且你可以為平面指定任何網(wǎng)，無(wú)論它是接地，電源還是其他形狀。CAD系統(tǒng)以前使用負(fù)像平面，因?yàn)檫@需要較少的計(jì)算能力，但是當(dāng)今大多數(shù)PCB設(shè)計(jì)人員更喜歡繪制正像平面，因?yàn)檫@些工具現(xiàn)在具有足夠的功能。
PCB設(shè)計(jì)人員將按照他們想要的形狀在指定層上繪制電源或接地層的區(qū)域。在電路板的內(nèi)層上通常是整個(gè)層，而在電路板的外層上通常是較小的區(qū)域，以維修特定的組件或組件組。在某些情況下，PCB設(shè)計(jì)人員可能會(huì)在內(nèi)層上拆分平面。當(dāng)減少將要制造的電路板層數(shù)時(shí)，這可能被證明非常有用。通常，通常對(duì)電源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行平面劃分，而接地平面仍保留完整的一層，以幫助改善信號(hào)完整性并消除噪聲和干擾。
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