關鍵(jiàn)要(yào)點： 

· 了(liǎo)解(jiě)跨印刷電路板(bǎn)布局(jú)和(hé)設計(jì)的(dí)接地(dì)和(hé)電壓(yā)布(bù)綫(xiàn) 

· 在PCB設(shè)計中實施電源和(hé)接地(dì)層(céng)的(dí)最(zuì)佳做法

       將電(diàn)源綫插(chā)入牆上(shàng)插(chā)座(zuò)或打(dǎ)開(kāi)電燈(dēng)開(kāi)關非(fēi)常容(róng)易，您(nín)可能會認(rèn)為(wéi)將(jiāng)印刷電路(lù)板上(shàng)的元器件連(lián)接到(dào)電源或(huò)接(jiē)地(dì)也(yě)很容易。說(shuō)實話，PCB設計曾(zēng)經(jīng)是這(zhè)種(zhǒng)情況(kuàng)。在信(xìn)號和(hé)電源完整(zhěng)性(xìng)不(bù)是(shì)很(hěn)重要(yào)的板上(shàng)，您可以(yǐ)將過(guò)孔(kǒng)放到(dào)電(diàn)源(yuán)或接(jiē)地(dì)層(céng)中(zhōng)，而不(bù)必理(lǐ)會(huì)。

       然(rán)而(ér)，根據(jù)當今(jīn)電(diàn)子產(chǎn)品的(dí)設(shè)計(jì)要求(qiú)，管(guǎn)理(lǐ)電源分(fēn)配網絡(luò)有很多事(shì)情，而不僅僅是在(zài)設計(jì)中添加一些過孔(kǒng)。您需要(yào)考慮PDN對電(diàn)路板其餘(yú)部分的(dí)影(yǐng)響，同(tóng)時(shí)仍要確(què)保設備可以使(shǐ)用(yòng)適(shì)當(dāng)的電(diàn)源和接地(dì)網(wǎng)。這需要在您的電路板的接(jiē)地和電壓布(bù)綫方(fāng)麵有一些技(jì)巧(qiǎo)，我們在這裏(lǐ)提供(gōng)一(yī)些有用的(dí)想法。

印刷電路板(bǎn)上(shàng)的接地(dì)和電壓(yā)布綫

       盡管(guǎn)當(dāng)今密集(jí)的(dí)多層(céng)板廣泛用於(yú)先(xiān)進(jìn)的(dí)電子設(shè)備，但是(shì)仍(réng)然(rán)需要便宜的兩(liǎng)層板。對(duì)於不(bù)需要(yào)很多(duō)電路的(dí)設(shè)備（例(lì)如(rú)玩具或(huò)其(qí)他(tā)簡單的(dí)消費類產(chǎn)品），仍然(rán)首(shǒu)選(xuǎn)兩層(céng)板以減少(shǎo)製造時間和(hé)成本。但(dàn)是，與(yǔ)此(cǐ)同時，這(zhè)些電子(zǐ)設備(bèi)的性(xìng)能(néng)仍(réng)在不斷提(tí)高，這(zhè)需(xū)要在電路板(bǎn)的(dí)供(gōng)電網(wǎng)絡設(shè)計(jì)中進行更(gēng)多(duō)的努(nǔ)力。

       僅(jǐn)需(xū)使用兩(liǎng)層即(jí)可使用，而沒有可(kě)用於(yú)電(diàn)源和接(jiē)地(dì)層(céng)的(dí)內部(bù)層，因此(cǐ)您(nín)將必須路(lù)由(yóu)電(diàn)源(yuán)。建(jiàn)議在大多數應用(yòng)中(zhōng)，設計人員(yuán)使(shǐ)用(yòng)可能(néng)的(dí)最(zuì)小(xiǎo)走綫(xiàn)寬(kuān)度(dù)，並且(qiě)仍(réng)然可以以低(dī)廉的價格(gé)製造(zào)。通常(cháng)這最(zuì)終是(shì)信(xìn)號(hào)的(dí)6百萬(wàn)跡綫(xiàn)，功率的(dí)20百萬跡(jì)綫(xiàn)。請記住(zhù)，功(gōng)率的(dí)走綫(xiàn)寬度與(yǔ)電流(liú)成正(zhèng)比-如果電(diàn)流增加，走(zǒu)綫寬度就會增(zēng)加(jiā)，反之(zhī)亦(yì)然(rán)。  

布(bù)綫時(shí)，應將信號(hào)和電(diàn)源(yuán)布綫(xiàn)放在(zài)頂層，並在(zài)底層(céng)保留(liú)返回路徑。最簡(jiǎn)單(dān)的方法是將底層(céng)專用(yòng)為(wéi)堅(jiān)固的(dí)接(jiē)地平(píng)麵(miàn)。您(nín)可能最(zuì)終不得不(bù)使(shǐ)用某些(xiē)底(dǐ)層進行(háng)信號路由，但是(shì)如(rú)果(guǒ)要確保(bǎo)為(wéi)信(xìn)號(hào)返回維(wéi)護(hù)清晰的路(lù)徑。

路由(yóu)電壓以(yǐ)及(jí)信(xìn)號(hào)走綫(xiàn)需(xū)要(yào)仔細(xì)計(jì)劃

使用底(dǐ)層接地(dì)還可以(yǐ)幫(bāng)助(zhù)您解(jiě)決噪聲(shēng)和其(qí)他信(xìn)號(hào)完(wán)整性(xìng)問題(tí)，但(dàn)同(tóng)時(shí)也(yě)會(huì)占用(yòng)大量(liáng)空間。因(yīn)此(cǐ)，重(zhòng)要的是(shì)仔細(xì)規(guī)劃(huá)頂(dǐng)層的電源(yuán)布綫(xiàn)，以確保(bǎo)電(diàn)源(yuán)在(zài)整個(gè)板上的(dí)分(fēn)布(bù)均匀(yún)。 

您還需要(yào)規劃(huá)信(xìn)號(hào)路(lù)由，以使敏感走(zǒu)綫不(bù)會離電源走綫(xiàn)太(tài)近(jìn)。請(qǐng)記(jì)住(zhù)，僅因(yīn)為兩層板的(dí)製造(zào)成本(běn)較(jiào)低，並(bìng)不(bù)能(néng)使其(qí)更容(róng)易設(shè)計(jì)。實際(jì)上，您(nín)可(kě)能會發現(xiàn)，設計具有布綫(xiàn)的(dí)電源走綫的(dí)兩層(céng)板比(bǐ)您預期的(dí)要(yào)困難得多。

· 信號或(huò)關鍵區域(yù)網的網(wǎng)絡管(guǎn)理策(cè)略

· 通過使用

· 管理堆(duī)棧(zhàn)注意(yì)事(shì)項

· 如果(guǒ)要(yào)處理特別密(mì)集或極具挑戰性(xìng)的電(diàn)路(lù)板布(bù)局(jú)，則(zé)可(kě)能需要(yào)刷新或重新(xīn)考(kǎo)慮。 

從元器(qì)件到(dào)電源(yuán)和(hé)地(dì)麵的連接(jiē)

無論您的電源和(hé)地(dì)麵(miàn)是通過走綫布(bù)綫，通過星型連(lián)接進(jìn)行(háng)電源信號(hào)布(bù)綫(xiàn)還(huán)是通過實體平麵進行布(bù)綫，您(nín)仍然都(dū)需要將元器件連接(jiē)到(dào)該布(bù)綫(xiàn)。盡管(guǎn)信(xìn)號(hào)返回(huí)路(lù)徑的接(jiē)地(dì)連(lián)接不(bù)需要比常(cháng)規信(xìn)號走綫更多(duō)的金(jīn)屬(shǔ)，但(dàn)是傳導(dǎo)大電流的(dí)連(lián)接需要(yào)更多的金(jīn)屬。另(lìng)一(yī)麵(miàn)是金屬充(chōng)當散熱器，因(yīn)此可能在(zài)製造(zào)過程中(zhōng)引(yǐn)起(qǐ)焊接(jiē)問題。為了(liǎo)解決這個問題(tí)，在將元器(qì)件引(yǐn)腳連接到(dào)電源和接地(dì)時(shí)使(shǐ)用散(sàn)熱片非(fēi)常重要。

散熱(rè)是指從與銷釘(dīng)的(dí)連(lián)接處除去一部分金(jīn)屬(shǔ)以(yǐ)降低(dī)其導(dǎo)熱(rè)能力的(dí)地方。如(rú)果沒(méi)有散熱，則(zé)焊(hàn)接(jiē)引腳所需(xū)的熱量(liáng)將(jiāng)很(hěn)容(róng)易被金(jīn)屬(shǔ)平(píng)麵(miàn)吸收，而不(bù)是(shì)停留在需(xū)要(yào)的(dí)引腳上。諸(zhū)如(rú)Cadence Allegro之(zhī)類的PCB設計(jì)工具(jù)為(wéi)設計人(rén)員(yuán)提(tí)供(gōng)了(liǎo)他們所需的能力，以操縱散(sàn)熱裝(zhuāng)置的尺寸(cùn)和形狀，如下圖所示：

在PCB設計中，您將看到表(biǎo)麵貼(tiē)裝和通孔元(yuán)器件(jiàn)引(yǐn)腳上(shàng)的(dí)散熱片(piàn)變化(huà)：

SMT引(yǐn)腳(jiǎo)： 

如(rú)果將SMT引腳連接到(dào)具有大麵積(jī)金屬(shǔ)的電源(yuán)或(huò)接(jiē)地，可(kě)能(néng)會導致(zhì)SMT引腳與連(lián)接較(jiào)少(shǎo)金屬的引腳之(zhī)間(jiān)發(fā)生熱(rè)不(bù)平衡。在(zài)較(jiào)小的(dí)兩(liǎng)腳離(lí)散(sàn)零件(jiàn)中，這(zhè)種不平衡可能導(dǎo)致一(yī)種狀況(kuàng)，稱為“ 墓碑(bēi)撞(zhuàng)擊”。這(zhè)是一個(gè)引腳(jiǎo)上的焊料回(huí)流(liú)速(sù)度比另(lìng)一(yī)引腳快的(dí)地方，並(bìng)且將零件(jiàn)向上(shàng)拉並(bìng)遠離另一引腳。

將(jiāng)分立的SMT引腳(jiǎo)連接到接地(dì)或電壓布綫時(shí)，最(zuì)好使用(yòng)足(zú)夠寬的走(zǒu)綫寬(kuān)度以(yǐ)滿足(zú)電流需(xū)求，以(yǐ)提供(gōng)散(sàn)熱。這將(jiāng)有(yǒu)助於使器件的兩(liǎng)個引腳(jiǎo)保持熱(rè)平衡(héng)。 

小離散零件(jiàn)的另(lìng)一個(gè)問(wèn)題(tí)是將一個(gè)引腳(jiǎo)放(fàng)置在大麵(miàn)積的金(jīn)屬(shǔ)上(shàng)。盡(jìn)管這提供(gōng)了(liǎo)最佳(jiā)的電(diàn)氣性能(néng)，但它也表現為(wéi)巨(jù)大的(dí)散(sàn)熱器(qì)，與(yǔ)另一(yī)個(gè)引(yǐn)腳(jiǎo)產生(shēng)了(liǎo)大量(liáng)的(dí)熱(rè)失(shī)衡。滿足(zú)電氣(qì)設計和(hé)PCB製造需求的最(zuì)佳實踐是將(jiāng)SMT引(yǐn)腳連接到多條走綫(xiàn)或“連(lián)接(jiē)”。這為SMT引(yǐn)腳(jiǎo)提(tí)供(gōng)了焊(hàn)接所需(xū)的散(sàn)熱。

通孔(kǒng)銷(xiāo)： 

通孔引(yǐn)腳與(yǔ)電(diàn)源和(hé)接(jiē)地走綫(xiàn)的連接(jiē)通(tōng)常與其他任(rèn)何(hé)走綫(xiàn)一(yī)樣，都需要直(zhí)接從(cóng)走(zǒu)綫連接到引腳的(dí)焊(hàn)盤。如(rú)果走綫比(bǐ)焊盤(pán)寬(kuān)，或(huò)者有金(jīn)屬(shǔ)填充(chōng)區域（例如(rú)電源或接(jiē)地(dì)層），則需要(yào)使用(yòng)散熱墊(diàn)，如(rú)下圖所(suǒ)示。 

這(zhè)些散(sàn)熱裝置可(kě)提(tí)供足(zú)夠(gòu)數量的金屬(shǔ)來(lái)傳導電(diàn)流，但會(huì)減少(shǎo)金屬平麵從引(yǐn)腳拉(lā)出(chū)的熱量。借(jiè)助Cadence Allegro這樣(yàng)的(dí)PCB設計工具，您(nín)可以(yǐ)控(kòng)製散熱墊中的(dí)紮帶和間距(jù)的(dí)寬度(dù)，以便為(wéi)焊(hàn)盤(pán)提供(gōng)足(zú)夠(gòu)的金(jīn)屬(shǔ)以滿足(zú)其需(xū)求。

接地平(píng)麵中通孔引(yǐn)腳的散熱(rè)口

電源和地平麵的優缺點

如(rú)果(guǒ)要設計多層(céng)電路板，則可(kě)能(néng)需要(yào)為專(zhuān)用電源和接地層(céng)配置(zhì)板層堆疊。使(shǐ)用飛(fēi)機的(dí)最(zuì)大優(yōu)勢在(zài)於，它提(tí)供了(liǎo)一種將(jiāng)元器(qì)件(jiàn)連接到電源(yuán)和(hé)地麵的簡便方(fāng)法，而(ér)無需(xū)像在(zài)兩層板上那(nà)樣通(tōng)過(guò)寬(kuān)走綫(xiàn)布(bù)綫(xiàn)。在(zài)設計(jì)中(zhōng)使用接地(dì)層還可(kě)以為您帶來(lái)許多(duō)其他好處，包(bāo)括：

· 返(fǎn)回路徑：信號將從其來源(yuán)傳播到目(mù)的地，然後需(xū)要(yào)返(fǎn)回(huí)其來源(yuán)。如果沒(méi)有清(qīng)晰的(dí)返回(huí)路徑，它們在(zài)周(zhōu)圍徘徊時(shí)會產(chǎn)生很多噪(zào)聲，這可(kě)能(néng)會(huì)影響其(qí)他電路(lù)。接地平麵將(jiāng)提供該簡單(dān)的返回路(lù)徑。

· 屏(píng)蔽：接(jiē)地(dì)層將幫(bāng)助屏蔽(bì)敏(mǐn)感電路，使其免(miǎn)受(shòu)外部電磁幹(gān)擾(rǎo)（EMI）的(dí)影(yǐng)響，並使內部產生的(dí)EMI不會影響(xiǎng)其他(tā)設(shè)備。此外，在設計(jì)中(zhōng)在(zài)有(yǒu)源信(xìn)號(hào)層(céng)之間(jiān)使用(yòng)接地(dì)層將有助於減少層(céng)之間寬(kuān)邊(biān)耦(ǒu)合(hé)或(huò)串擾的可能性。

· 降(jiàng)低噪聲：數(shù)字電(diàn)路(lù)切換(huàn)狀態時(shí)，會通過接(jiē)地電路產(chǎn)生噪聲(shēng)脈衝，這可(kě)能會(huì)在(zài)其(qí)他(tā)電路中造(zào)成虛(xū)假切(qiē)換(huàn)。接地平(píng)麵(miàn)的大(dà)麵(miàn)積將(jiāng)有(yǒu)助(zhù)於減少影響(xiǎng)，因為它的阻抗比(bǐ)接地綫(xiàn)穿(chuān)過走(zǒu)綫(xiàn)的阻(zǔ)抗低。

· 散熱：接地層也為熱運行的元器(qì)件(jiàn)提(tí)供了(liǎo)良好的散(sàn)熱片。通過將這(zhè)些具(jù)有孔(kǒng)的部件通(tōng)過電(diàn)路板(bǎn)連接到(dào)接地層(céng)，熱(rè)量(liáng)可(kě)以在電(diàn)路(lù)板上(shàng)均匀(yún)分布。

· 另一方麵，在(zài)使(shǐ)用電源和(hé)接地(dì)層時也(yě)需(xū)要注(zhù)意一些缺點。平(píng)麵(miàn)將(jiāng)增(zēng)加(jiā)板的層數(shù)，這將增(zēng)加製造(zào)成本(běn)。電(diàn)路的不同(tóng)區域（例如數(shù)字和模(mó)擬(nǐ)）將需(xū)要(yào)仔細管(guǎn)理其接(jiē)地，以使來自一個電路(lù)的噪(zào)聲不會(huì)對另一(yī)個電路產生(shēng)不(bù)利(lì)影響(xiǎng)。並(bìng)且(qiě)，在(zài)使用拆分後的(dí)飛(fēi)機以容(róng)納多(duō)個電(diàn)源(yuán)或接地網時(shí)，必須格外小(xiǎo)心(xīn)。這(zhè)對於信號(hào)返(fǎn)回路徑(jìng)尤其重要，因為分(fēn)離平麵可能會(huì)無意間破壞或(huò)阻塞(sāi)本(běn)應暢通(tōng)無阻的路(lù)徑(jìng)。

但(dàn)是，所有這(zhè)些問(wèn)題(tí)都是(shì)PCB設(shè)計(jì)過程的一(yī)部分，可以(yǐ)使用高級(jí)PCB設計工(gōng)具來熟練(liàn)地(dì)解(jiě)決這些問題。

要(yào)設計復雜(zá)的供電網絡，您需(xū)要功(gōng)能強大的(dí)PCB設計(jì)係(xì)統

先進(jìn)的PCB設計工(gōng)具如何(hé)發揮(huī)作(zuò)用(yòng)

PCB設計的接(jiē)地和電壓(yā)布綫(xiàn)將是設計(jì)過(guò)程的(dí)主要部(bù)分。幸(xìng)運的是(shì)，您擁有PCB設計工(gōng)具的功能和(hé)功(gōng)能(néng)。Cadence Allegro之類(lèi)的CAD係統具有(yǒu)許多(duō)旨在(zài)幫助您設計輸電(diàn)網絡的功(gōng)能，包(bāo)括(kuò)：

· 一套全麵(miàn)的設計規則和(hé)約束條(tiáo)件，可(kě)根(gēn)據您(nín)所(suǒ)需的(dí)寬度和間距(jù)要求來設(shè)置電源和接(jiē)地(dì)網(wǎng)。

 完整(zhěng)的(dí)布綫和平(píng)麵(miàn)創(chuàng)建實(shí)用程(chéng)序可為您(nín)提供對(duì)電(diàn)源和接地設(shè)計(jì)的完(wán)全(quán)控製，包(bāo)括創建(jiàn)拆(chāi)分(fēn)平麵(miàn)和(hé)控製散(sàn)熱墊。

· 仿真和(hé)分析(xī)工具，可在您投入(rù)生(shēng)產(chǎn)之(zhī)前監(jiān)視設計的工(gōng)作方(fāng)式(shì)。

 深(shēn)圳(zhèn)小銘打樣SMT貼片加工：您需要最好(hǎo)的PCB設(shè)計(jì)係統來(lái)幫助您為(wéi)印(yìn)刷電路(lù)板設計幹(gān)淨的PDN