高速电路PCB的电源地噪声设计

高水平的运放电路PCB布线是怎样的 印制电路板（PCB）布线在高速电路中具有关键的作用，但它往往是电路设计过程的后几个步骤之一。

高速PCB布线有很多方面的问题，关于这个题目已有人撰写了大量的文献。

本文主要从实践的角度来探讨高速电路的布线问题。

主要目的在于帮助新用户当设计高速电路PCB布线时对需要考虑的多种不同问题引起注意。

另一个目的是为已经有一段时间没接触PCB布线的客户提供一种复习资料。

由于版面有限，本文不可能详细地论述所有的问题，但是我们将讨论对提高电路性能、缩短设计时间、节省修改时间具有成效的关键部分。

虽然这里主要针对与高速运算放大器有关的电路，但是这里所讨论的问题和方法对用于大多数其它高速模拟电路的布线是普遍适用的。

当运算放大器工作在很高的射频（RF）频段时，电路的性能很大程度上取决于PCB布线。

“图纸”上看起来很好的高性能电路设计，如果由于布线时粗心马虎受到影响，后只能得到普通的性能。

在整个布线过程中预先考虑并注意重要的细节会有助于确保预期的电路性能。

原理图尽管优良的原理图不能保证好的布线，但是好的布线开始于优良的原理图。

在绘制原理图时要深思熟虑，并且必须考虑整个电路的信号流向。

如果在原理图中从左到右具有正常稳定的信号流，那么在PCB上也应具有同样好的信号流。

在原理图上尽可能多给出有用的信息。

因为有时候电路设计工程师不在，客户会要求我们帮助解决电路的问题，从事此工作的设计师、技术员和工程师都会非常感激，也包括我们。

除了普通的参考标识符、功耗和误差容限外，原理图中还应该给出哪些信息呢？下面给出一些建议，可以将普通的原理图变成一流的原理图。

加入波形、有关外壳的机械信息、印制线长度、空白区；标明哪些元件需要置于PCB 上面；给出调整信息、元件取值范围、散热信息、控制阻抗印制线、注释、扼要的电路动作描述……（以及其它）。

如果不是你自己设计布线，一定要留出充裕的时间仔细检查布线人的设计。

在这点上很小的预防抵得上一百倍的补救。

PCB 板的电源完整性三大考虑详解
在电路设计中，一般我们很关心信号的质量问题，但有时我们往往局限在信号线上进行研究，而把电源和地当成理想的情况来处理，虽然这样做能使问题简化，但在高速设计中，这种简化已经是行不通的了。

尽管电路设计比较直接的结果是从信号完整性上表现出来的，但我们绝不能因此忽略了电源完整性设计。

因为电源完整性直接影响最终PCB 板的信号完整性。

电源完整性和信号完整性二者是密切关联的，而且很多情况下，影响信号畸变的主要原因是电源系统。

例如，地反弹噪声太大、去耦电容的设计不合适、回路影响很严重、多电源/地平面的分割不好、地层设计不合理、电流不均匀等等。

1) 去耦电容
我们都知道在电源和地之间加一些电容可以降低系统的噪声，但是到底在电路板上加多少电容？每个电容的容值多大合适？每个电容放在什幺位置更好？
类似这些问题我们一般都没有去认真考虑过，只是凭设计者的经验来进行，有时甚至认为电容越少越好。

PCB板设计中的接地方法与技巧在电子设备设计中，印制电路板（PCB）的地位至关重要。

PCB板的设计需要考虑诸多因素，其中之一就是接地问题。

良好的接地方式可以有效地提高设备的稳定性、安全性以及可靠性。

本文将详细介绍PCB板设计中的接地方法与技巧。

让我们了解一下PCB板设计的基本概念。

PCB板设计是指将电子元件按照一定的规则和要求放置在板子上，并通过导线将它们连接起来的过程。

接地是其中的一个重要环节，它是指将电路的地线连接到PCB 板上的公共参考点，以实现电路的稳定工作和安全防护。

在PCB板设计中，接地的主要作用是提高电路的稳定性，同时还可以防止电磁干扰和雷电等外界因素对电路的影响。

通过将电路的地线连接到PCB板的公共参考点，可以减少电路之间的噪声和干扰，提高设备的性能和可靠性。

接地方式的选择取决于PCB板的设计和实际需求。

以下是一些常见的接地方式及其具体方法：直接接地：将电路的地线直接连接到PCB板上的参考点或金属外壳。

这种接地方式适用于对稳定性要求较高的电路，但需要注意避免地线过长导致阻抗过大。

间接接地：通过电容、电感等元件实现电路与地线的连接。

这种接地方式可以有效抑制电磁干扰，提高设备的抗干扰能力。

混合接地：结合直接接地和间接接地的方式，根据实际需求在不同位置选择不同的接地方式。

这种接地方式可以满足多种电路的接地需求，提高设备的灵活性和可靠性。

多层板接地：在多层PCB板中，将其中一层作为地线层，将电路的地线连接到该层上。

这种接地方式适用于高密度、高复杂度的PCB板设计，可以提供良好的电磁屏蔽效果。

挠性印制电路板接地：对于挠性印制电路板，可以使用金属箔或导电胶带实现电路与地线的连接。

这种接地方式适用于需要弯曲或伸缩的电路，可以提供良好的可塑性和稳定性。

确保接地连续且稳定：接地线的连接必须牢靠、稳固，确保在设备运行过程中不会出现松动或脱落现象。

同时，要确保地线阻抗最小，以提高电路的稳定性。

避免地线过长导致阻抗过大：地线的长度应尽可能短，以减少阻抗。

从PCB设计信号完整性PCB设计信号完整性是指在PCB电路板上保持信号完整性的技术要求，以确保电子设备的正常运行。

信号完整性是一项综合考虑信号传输过程中的各种因素的工程学科，包括信号的噪声和失真、信号传输的延迟和抖动等。

PCB设计信号完整性是高速和多层电路板设计中的一个关键方面。

下面将详细介绍PCB设计信号完整性的重要性、设计原则和常用的技术手段。

PCB设计信号完整性的重要性如下：1.高速信号完整性：随着高速电子设备的普及，如高速计算机、高速通信系统等，高速信号的完整性的问题越来越重要。

在高频电子设计中，信号完整性是电磁兼容性（EMC）和辐射性能的关键因素。

2.减少信号中的噪声和失真：在信号传输过程中，例如在长距离传输线上或信号链中，信号会受到各种噪声和失真的干扰，例如串扰、时钟偏移、反射、散射和抖动等。

信号完整性设计能够减少这种噪声和失真，提高信号传输的质量。

3.提高信号传输的稳定性：在设计中考虑信号完整性可以提高信号传输路径的稳定性，降低传输过程中的错误率。

特别是在高速电路设计中，传输线的选用、终端匹配和信号的校准对信号传输性能至关重要。

PCB设计信号完整性方面的设计原则如下：1.保持信号完整性的连续路径：在信号的传输路径上，包括传输线、连线和接插件等，应该避免信号的突变、死区和断续，以保持信号的连续性和完整性。

2.控制信号噪声：通过适当的阻抗匹配、屏蔽和终端匹配技术，控制信号线上的噪声，降低串扰和其他干扰。

此外，还可以通过选择合适的电源滤波器来消除电源噪声。

3.控制信号传输的延迟和抖动：通过适当的传输线设计和减少信号反射，控制信号传输中的延迟和抖动。

此外，可以利用布线规则和降噪技术来控制信号传输过程中的时钟偏移。

4.优化地面和电源设计：在PCB设计中，地面和电源规划是十分重要的。

良好的地面层设计和电源规划可以降低共模噪声和电源噪声，提高信号完整性。

常用的PCB设计信号完整性技术手段如下：1.传输线和差分对：在高速设计中，使用传输线和差分对可以有效地控制信号的传播速度和噪声干扰。

pcb啸叫的标准随着电子产品市场的不断发展，越来越多的人开始关注PCB （Printed Circuit Boards，印刷电路板）所带来的问题。

其中一个引起广泛关注的问题是PCB啸叫（PCB Whistling）。

本文将介绍PCB啸叫的定义、成因以及相关的标准。

一、PCB啸叫的定义PCB啸叫是指在电子设备中使用的PCB在工作过程中产生的高频噪音。

这种噪音往往是由于电流在PCB上通过时，产生的共振效应引起的。

PCB啸叫不仅会影响设备本身的性能和信号传输质量，还可能对周围环境和用户造成干扰和不适。

二、PCB啸叫的成因PCB啸叫的成因主要有以下几个方面：1. 材料选择不当：PCB的材料选择对于减少啸叫问题至关重要。

如果选择的材料具有较高的介电常数和损耗因子，将增加电流通过PCB 时的阻抗不匹配，进而导致啸叫问题。

2. PCB布局不合理：PCB上的电路布局对于减少啸叫问题也起着重要的作用。

如果电流路径过长、过窄或过挤，或者电源线和信号线之间的间距过小，都会导致电磁干扰和啸叫问题。

3. 焊接质量差：PCB上的焊接质量直接影响啸叫问题的产生。

焊接不牢固或质量不佳的焊点会导致电流通过过程中的电阻增加，从而增加啸叫噪音。

4. 电流过大或频率过高：过大的电流或过高的工作频率也是引起啸叫问题的常见原因。

较大的电流会使电流通过PCB时的电压波动较大，较高的频率会导致电磁振荡增强，进而产生啸叫噪音。

三、相关的标准为了解决PCB啸叫问题并确保电子产品的质量和可靠性，一些相关的标准已经被提出和采纳。

这些标准以一些技术参数和触发条件为依据，对PCB的设计、制造和测试进行规范。

1. IPC标准：IPC（Institute for Printed Circuits）是全球电子工业协会制定的一系列PCB相关标准。

其中包括了关于电子产品设计、器件布局、电路板制造和组装等方面的规范。

IPC标准旨在实现电子产品质量的统一和提升。

2. ISO标准：ISO（International Organization for Standardization）是国际标准化组织提出的一系列标准，其中也包括了与PCB相关的规范。

高速serdes电路结构（原创版）目录1.高速 SerDes 电路的背景和需求2.高速 SerDes 电路的结构和关键技术3.高速 SerDes 电路在 PCB 设计中的应用要点4.高速 SerDes 电路的未来发展趋势正文一、高速 SerDes 电路的背景和需求随着云计算和网络应用的普及，数据中心和云计算服务提供商对高速数据传输的需求不断增长。

高速 SerDes（Serializer/Deserializer）电路作为实现高速数据传输的关键技术，其性能和稳定性对整个系统至关重要。

本文将探讨高速 SerDes 电路的结构、关键技术以及在 PCB 设计中的应用要点。

二、高速 SerDes 电路的结构和关键技术高速 SerDes 电路主要由发送端和接收端两部分组成，其关键技术包括：1.编码技术：为了实现高速数据传输，需要对数据进行编码，降低信号传输中的误码率。

常见的编码技术有 8B/10B 编码、NRZ（非归零倒相编码）等。

2.信号调制技术：通过调制信号的频谱，使其在传输过程中占用更少的带宽。

常见的信号调制技术有脉冲幅度调制（PAM）、脉冲宽度调制（PWM）等。

3.均衡技术：在高速信号传输过程中，信号的波形可能发生畸变。

均衡技术可以有效地补偿这种波形畸变，提高信号质量。

4.时钟恢复技术：在接收端，需要从接收到的信号中提取时钟信号，以同步数据传输。

时钟恢复技术包括锁相环（PLL）、时钟数据恢复（CDR）等。

三、高速 SerDes 电路在 PCB 设计中的应用要点在 PCB 设计中，为了保证高速 SerDes 电路的性能和稳定性，需要关注以下几个方面：1.电路布局：高速 SerDes 电路的布局需要满足信号完整性（SI）和电源完整性（PI）的要求。

信号线应尽量短且避免与其他高速信号线交叉，同时注意高速信号线的阻抗匹配。

2.电路隔离：在 PCB 设计中，高速 SerDes 电路应与其他电路模块保持足够的隔离，避免相互干扰。

电源线噪声：共模干扰、差模干扰-设计应用1、电源线噪声是电网中各种用电设备产生的电磁骚扰沿着电源线传播所造成的。

电源线噪声分为两大类：共模干扰、差模干扰。

共模干扰定义为任何载流导体与参考地之间的不希望有的电位差；差模干扰定义为任何两个载流导体之间的不希望有的电位差。

如上图, 蓝色信号是在两根导线内部作往返传输的，我们称之为"差模"；黄色信号是在信号与地线之间传输的，我们称之为"共模"。

2.1共模干扰信号共模干扰的电流大小不一定相等，但是方向（相位）相同的。

电气设备对外的干扰多以共模干扰为主，外来的干扰也多以共模干扰为主，共模干扰本身一般不会对设备产生危害，但是如果共模干扰转变为差模干扰，干扰就严重了，因为有用信号都是差模信号。

2.2差模干扰信号差模干扰的电流大小相等，方向（相位）相反。

由于走线的分布电容、电感、信号走线阻抗不连续，以及信号回流路径流过了意料之外的通路等，差模电流会转换成共模电流。

2.3共模干扰产生原因1. 电网串入共模干扰电压。

2. 辐射干扰（如雷电，设备电弧，附近电台，大功率辐射源）在信号线上感应出共模干扰，原因是交变的磁场产生交变的电流，地线－零线回路面积与地线－火线回路面积不相同，两个回路阻抗不同等原因造成电流大小不同。

3.接地电压不一样，简单的说就电位差而造就了共模干扰。

4.设备内部的线路对电源线造成的共模干扰。

2.4共模干扰电流共模干扰一般是以共模干扰电流存在的形式出现的，一般情况下共模干扰电流产生的原因有三个方面：1. 外界电磁场在电路走线中的所有导线上感应出来电压（这个电压相对于大地是等幅和同相的），由这个电压产生的电流。

2. 由于电路走线两端的器件所接的地电位不同，在这个地电位差的驱动下产生的电流。

3. 器件上的电路走线与大地之间有电位差，这样电路走线上会产生共模干扰电流。

2.5注意事项1.器件如果在其电路走线上产生共模干扰电流，则电路走线会产生强烈的电磁辐射，对电子、电气产品元器件产生电磁干扰，影响产品的性能指标；2.当电路不平衡时，共模干扰电流会转变为差模干扰电流，差模干扰电流对电路直接产生干扰影响。

高速pcb设计注意事项
1. 确定信号层之间适当的间距，以避免串扰和交叉干扰。

2. 选择合适的PCB 材料和厚度，在考虑信号完整性和散热的情况下进行权衡。

3. 尽可能地减小电路板上的回流焊盘和贴片元件之间的距离。

4. 仔细规划电源和信号地面，保证良好的接地和电流分布。

5. 在PCB 设计过程中使用模拟和数字仿真工具来确保信号完整性。

6. 使用独立的点对点连接来减少多层PCB 堆叠中的交叉干扰。

7. 尽可能避免倒角和锐角，并确保尽可能平滑的布线。

8. 做好EMI/EMC 电磁兼容设计，遵循相关国际标准。

9. 在PCB 较大时，在焊盘附近添加焊点来保持稳定连接。

10. 验证PCB 布线是否正确，并遵循相关图像制造指南。

PCB基础知识单选题100道及答案解析1. PCB 是指（）A. 印刷电路板B. 可编程控制器C. 个人计算机D. 程序控制块答案：A解析：PCB 是Printed Circuit Board 的缩写，即印刷电路板。

2. 以下哪种材料常用于PCB 的基板（）A. 玻璃B. 陶瓷C. 塑料D. 纤维板答案：B解析：陶瓷是常用于PCB 基板的材料之一，具有良好的性能。

3. PCB 设计中，布线的基本原则是（）A. 越短越好B. 越长越好C. 随意布线D. 尽量弯曲答案：A解析：布线越短，信号传输的质量和稳定性越好。

4. 在PCB 制造过程中，用于蚀刻铜箔的化学物质通常是（）A. 盐酸B. 硫酸C. 氯化铁D. 硝酸答案：C解析：氯化铁常用于蚀刻PCB 上的铜箔。

5. PCB 上的阻焊层的主要作用是（）A. 增加电阻B. 防止短路C. 美观D. 提高散热答案：B解析：阻焊层可防止相邻线路之间短路。

6. 多层PCB 中，用于连接不同层线路的结构称为（）A. 过孔B. 盲孔C. 埋孔D. 以上都是答案：D解析：过孔、盲孔和埋孔都可用于连接多层PCB 中的不同层线路。

7. 以下哪种PCB 层数较为常见（）A. 2 层B. 4 层C. 8 层D. 16 层答案：A解析：2 层PCB 在很多简单的电子设备中较为常见。

8. PCB 上的丝印层主要用于（）A. 标注元件符号和编号B. 增加线路宽度C. 提高绝缘性能D. 降低电阻答案：A解析：丝印层用于标注元件的符号和编号，方便安装和维修。

9. 决定PCB 性能的关键因素是（）A. 板材质量B. 布线方式C. 元件布局D. 以上都是答案：D解析：板材质量、布线方式和元件布局都会对PCB 的性能产生重要影响。

10. PCB 制造中，常用的钻孔直径通常在（）范围内A. 0.1mm - 0.5mmB. 0.5mm - 3mmC. 3mm - 6mmD. 6mm - 10mm答案：B解析：0.5mm - 3mm 是PCB 制造中常用的钻孔直径范围。

电路设计中各种“地”——各种GND设计电源地，信号地，还有大地，这三种地有什么区别？电源地主要是针对电源回路电流所走的路径而言的，一般来说电源地流过的电流较大，而信号地主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的路径，一般来说信号地流过的电流很小，其实两者都是GND，之所以分开来说，是想让大家明白在布PCB板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径，然后在布板时考虑如何避免电源及信号共用回流路径，如果共用的话，有可能会导致电源地上大的电流会在信号地上产生一个电压差（可以解释为：导线是有阻抗的，只是很小的阻值，但如果所流过的电流较大时，也会在此导线上产生电位差，这也叫共阻抗干扰），使信号地的真实电位高于0V，如果信号地的电位较大时，有可能会使信号本来是高电平的，但却误判为低电平。

当然电源地本来就很不干净，这样做也避免由于干扰使信号误判。

所以将两者地在布线时稍微注意一下，就可以。

一般来说即使在一起也不会产生大的问题，因为数字电路的门限较高。

各种“地”——各种“GND”GND，指的是电线接地端的简写。

代表地线或0线。

电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0线.GND就是公共端的意思，也可以说是地，但这个地并不是真正意义上的地。

是出于应用而假设的一个地，对于电源来说，它就是一个电源的负极。

它与大地是不同的。

有时候需要将它与大地连接，有时候也不需要，视具体情况而定。

设备的信号接地，可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。

有单点接地，多点接地，浮地和混合接地。

单点接地是指整个电路系统中只有一个物理点被定义为接地参考点，其他各个需要接地的点都直接接到这一点上。

在低频电路中，布线和元件之间不会产生太大影响。

通常频率小于1 MHz的电路，采用一点接地。

多点接地是指电子设备中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上（即设备的金属底板）。

电源完整性与地弹噪声的高速仿真在现代电子设备的设计与开发过程中，电源完整性（Power Integrity）和地弹噪声（Ground Bounce）是两个重要的考虑因素。

电源完整性主要关注电源系统的稳定性和噪声抑制，而地弹噪声则与电流的开关瞬变有关。

在高速电路和通信领域中，这两个问题尤为常见和关键。

一、电源完整性与高速电路设计电源完整性是指在电子系统中保持电源电压稳定的能力，以保证正常工作和数据传输的准确性。

随着电子设备的集成度不断提高，功耗也相应增长，电源完整性问题日益突出。

电源的纹波和噪声容易干扰到系统的工作，引起信号完整性问题，甚至导致系统崩溃。

为了解决电源完整性问题，高速电路设计时需要考虑以下几个方面：1. 电源平面和地平面的规划：合理规划电源平面和地平面，减小电源回路的串扰和噪声传播。

通过使用分区技术，将电源和地域分成几个区域，分别引入对应的电源和地线，有效减小干扰。

2. 电源滤波与稳压：使用低ESR电容和独立电感进行电源滤波，降低电源纹波和噪声。

此外，稳压芯片也是保持电源稳定的一种常用手段。

3. 电源管理：采用合适的电源管理策略，如动态电压调整（DVM），功耗管理等，以降低功耗和噪声，并提高电源的效率和稳定性。

二、地弹噪声与高速电路设计地弹噪声是指由于电流开关瞬变引起的地线电压噪声。

高速电路中的瞬态电流变化会导致地电位的快速变化，从而产生地弹噪声。

地弹噪声不仅会干扰到信号的传输，还可能导致信号完整性和时序问题。

为了解决地弹噪声问题，高速电路设计时需要考虑以下几个方面：1. 合理布局和连接：合理规划地线和电源线的布局，减小地线的长度和回流路径，降低回流电感。

通过增加地线的宽度和引入地线突破来降低地线电压的噪声。

2. 电源平面连接：通过电源平面的连接和布局，减小电源和地线之间的串扰和电位差。

合理规划电源滤波器和电源线的位置，减小地弹噪声对系统的影响。

3. 瞬态电流控制：采用合适的功率分配策略，减小电流瞬变和功率峰值。

现在的高速数字系统的频率可能高达数百兆Hz，其快斜率瞬变和极高的工作频率，以及很大的密集度，必将使得系统表现出与低速设计截然不同的行为，出现了信号完整性问题。

破坏了信号完整性将直接导致信号失真、定时错误，以及产生不正确数据、地址和控制信号，从而造成系统误工作甚至导致系统崩溃。

因此，信号完整性问题已经越来越引起高速设计人员的关注。

1 信号完整性问题及其产生机理信号完整性SI（Signal Ingrity）涉及传输线上的信号质量及信号定时的准确性。

在数字系统中对于逻辑1和0，总有其对应的参考电压，正如图1（a）中所示：高于ViH的电平是逻辑1，而低于ＶiL的电平视为逻辑0，图中阴影区域则可视为不确定状态。

而由图1（b）可知，实际信号总是存在上冲、下冲和振铃，其振荡电平将很有可能落入阴影部分的不确定区。

信号的传输延迟会直接导致不准确的定时，如果定时不够恰当，则很有可能得到不准确的逻辑。

例如信号传输延迟太大，则很有可能在时钟的上升沿或下降沿处采不到准确的逻辑。

一般的数字芯片都要求数据必须在时钟触发沿的tsetup前即要稳定，才能保证逻辑的定时准确（见图1（c））。

对于一个实际的高速数字系统，信号由于受到电磁干扰等因素的影响，波形可能会比我们想象中的更加糟糕，因而对于tsetup 的要求也更加苛刻，这时，信号完整性是硬件系统设计中的一个至关重要的环节，必须加以认真对待。

一个数字系统能否正确工作其关键在于信号定时是否准确，信号定时与信号在传输线上的传输延迟和信号波形的损坏程度有关。

信号传输延迟和波形的原因复杂多样，但主要是以下三种原因破坏了信号完整性：（1）反射噪声其产生的原因是由于信号的传输线、过孔以及其它互连所造成的阻抗不连续。

（2）信号间的串扰随着印刷板上电路的密集度不断增加，间的几何距离越来越小，这使得信号间的电磁已经不能忽略，这将急剧增加信号间的串扰。

（3）电源、地线噪声由于芯片封装与电源平面间的寄生和的存在，当大量芯片内的电路和输出级同时动作时，会产生较大的瞬态，导致电源线上和地线上的电压波动和变化，这也就是我们通常所说的地跳。

PCB常用抗干扰措施PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是电子产品中承载电子元器件的重要组成部分。

在电子设备中，由于各种原因，如电磁干扰、射频干扰以及其他外部因素的影响，容易导致PCB上的信号质量下降，甚至引起设备的故障。

因此，在PCB设计中采取适当的抗干扰措施是非常重要的。

下面将介绍一些常用的PCB抗干扰措施。

1.布局设计：-尽量将高频、高速信号层与低频、低速信号层分开。

这样可以避免高频信号对低频信号的干扰。

-合理安排电源、地线和信号线的走向，避免信号线与电源线、地线的交叉。

-采用星状接地布局，将各个部分的地线通过一个中央地连接起来，减少回路面积。

-注意防止较大功率器件附近的信号线受到干扰。

2.信号层设计：-使用不同信号层进行分区，将高速信号、低速信号、模拟信号和电源线分别布局在不同的层上，以减少互相之间的干扰。

-控制信号线走线的长度和走向，缩短信号线的长度以减少传输延迟和干扰。

3.电源与地线设计：-采用低电阻、宽线宽的电源和地线，以降低电阻和电压下降，提高电源和地线的传导能力。

-在电源和地线上使用分布式电容、电感和滤波器，以进行滤波和抑制高频噪声。

4.屏蔽设计：-使用屏蔽罩和金属盖板来封闭敏感的电路，减少外部电磁干扰的影响。

-在PCB表面涂布屏蔽漆，以提高整个板的屏蔽效果。

-在高频、高速信号线旁边布置地线屏蔽。

5.减弱干扰设计：-对敏感信号线进行差分传输设计，通过差分信号线的抗干扰能力，减少外界噪声的影响。

-在输入输出端口使用串联电阻和滤波器，抑制输入或输出线上的高频噪声。

6.接地设计：-使用恰当的接地技术，避免地网产生回路共振和地回路的干扰。

-在PCB上布置大面积的地面铺铜，减少电磁辐射和抗干扰能力。

7.使用抗干扰元件：-在信号线上使用滤波器、电容器等元件，以滤除高频噪声。

-在输入输出端口使用保护器件，防止电压过高或过低导致的干扰。

总之，通过合理的布局设计、信号层设计、电源与地线设计、屏蔽设计、减弱干扰设计、接地设计和使用抗干扰元件等措施，可以有效提高PCB的抗干扰能力，保证电子设备的正常运行。

PCB板设计规范PCB板设计规范是指在进行PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）设计和制造过程中应遵循的标准和规范。

遵循这些规范可以提高PCB 板的质量、可靠性和性能。

以下是关于PCB板设计规范的一些重要指导原则：1.尺寸和布局规范：-PCB板的尺寸应符合实际使用要求，并遵循制造厂商的规定。

-高速电路和低速电路应尽可能分离布局，以减少干扰和串扰。

-元器件布局应考虑信号路径、热管理和机械支撑等因素。

-必要时应提供地孔或散热垫以提高散热效果。

2.元器件布局规范：-元器件应按照设计要求放置在相应的位置上，并尽量集中布局。

-不同类型的元器件（如模拟和数字电路）应分离布局，以减少相互干扰。

-元器件之间的连接应尽量短且直接，以减少信号传输的延迟和功率损耗。

-高功率元器件和高频元器件应与其他元器件分离，并采取必要的热管理和屏蔽措施。

3.信号完整性规范：-控制线、时钟线和高速信号线应尽可能短，且避免平行走线，以减少串扰和时钟抖动。

-高速信号线应采用阻抗匹配技术，以确保信号的正确传输和减少反射。

-高速差分信号线应保持恒定的差分阻抗，并采用差分匹配技术，以减少干扰和降低功耗。

4.电源和接地规范：-电源线和地线应尽可能粗，以降低电阻和电压降。

-电源和地线应尽量采用平面形式，以减少电磁干扰和提供良好的电源和接地路径。

-多层PCB板应设有专用层用于电源和接地，以提高板层的抗干扰能力和电源噪声的影响。

5.焊接规范：-设计带有相应的焊接垫和焊盘，以便于元器件的焊接和可靠连接。

-焊盘和焊接垫的尺寸应符合元器件和制造工艺的要求，并考虑到热膨胀和热应力等因素。

-导线和焊盘间的间距应符合焊接工艺的要求，以确保焊接质量和可靠性。

6.标记和文档规范：-PCB板应有清晰的标记，包括元器件名称、值和位置、网络名称等。

-为了提供必要的参考和维护，应有详细的PCB设计文档，包括原理图、布线图和尺寸图等。

总的来说，遵循PCB板设计规范可以提高PCB板的可靠性、性能和一致性，减少制造和调试过程中的问题和风险。

电源完整性与地弹噪声的高速PCB仿真随着信号的沿变化速度越来越快，今天的高速数字电路板设计者所碰到的咨询题在几年前瞧来是不可想象的。

关于小于1纳秒的信号沿变化，PCB板上电源层与地层间的电压在电路板的各处都不尽相同，从而碍事到IC芯片的供电，导致芯片的逻辑错误。

为了保证高速器件的正确动作，设计者应该消除这种电压的动摇，维持低阻抗的电源分配路径。

为此，你需要在电路板上增加退耦电容来将高速信号在电源层和地层上产生的噪声落至最低。

你必须明白要用多少个电容，每一个电容的容值应该是多大，同时它们放在电路板上什么位置最为适宜。

一方面你可能需要许多电容，而另一方面电路板上的空间是有限而贵重的，这些细节上的考虑可能决定设计的成败。

反复试验的设计方法既耗时又贵重，结果往往导致过约束的设计从而增加不必要的制造本钞票。

使用软件工具来仿真、优化电路板设计和电路板资源的使用情况，关于要反复测试各种电路板配置方案的设计来讲是一种更为实际的方法。

本文以一个xDSM(密集副载波多路复用)电路板的设计为例讲明此过程，该设计用于光纤/宽带无线网络。

软件仿真工具使用Ansoft的SIwave，SIwave基于混合全波有限元技术，能够直截了当从layout工具CadenceAllegro,MentorGraphicsBoardStation,SynopsysEncore和ZukenCR-5000BoardDesigner导进电路板设计。

图1是SIwave中该设计的PCB幅员。

由于PCB的结构是平面的，SIwave能够有效的进行全面的分析，其分析输出包括电路板的谐振、阻抗、选定网络的S参数和电路的等效Spice模型。

图1,SIwave中xDSM电路板的PCB幅员，左边是两个高速总线，右边是三个Xilinx的FPGA。

xDSM电路板的尺寸，也确实是根基电源层和地层的尺寸是11×7.2英寸(28×18.3厘米)。

电源层和地层根基上厚的铜箔，中间被厚的衬底隔开。

电路设计中各种“地”——各种GND 设计电源地，信号地，还有大地，这三种地有什么区别？电源地主要是针对电源回路电流所走的路径而言的，一般来说电源地流过的电流较大，而信号地主要是针对两块芯片或者模块之间的通信信号的回流所流过的路径，一般来说信号地流过的电流很小，其实两者都是GND，之所以分开来说，是想让大家明白在布PCB 板时要清楚地了解电源及信号回流各自所流过的路径，然后在布板时考虑如何避免电源及信号共用回流路径，如果共用的话，有可能会导致电源地上大的电流会在信号地上产生一个电压差（可以解释为：导线是有阻抗的，只是很小的阻值，但如果所流过的电流较大时，也会在此导线上产生电位差，这也叫共阻抗干扰），使信号地的真实电位高于0V，如果信号地的电位较大时，有可能会使信号本来是高电平的，但却误判为低电平。

当然电源地本来就很不干净，这样做也避免由于干扰使信号误判。

所以将两者地在布线时稍微注意一下，就可以。

一般来说即使在一起也不会产生大的问题，因为数字电路的门限较高。

各种“地”——各种“GND”GND，指的是电线接地端的简写。

代表地线或0 线。

电路图上和电路板上的GND(Ground)代表地线或0 线.GND 就是公共端的意思，也可以说是地，但这个地并不是真正意义上的地。

是出于应用而假设的一个地，对于电源来说，它就是一个电源的负极。

它与大地是不同的。

有时候需要将它与大地连接，有时候也不需要，视具体情况而定。

设备的信号接地，可能是以设备中的一点或一块金属来作为信号的接地参考点，它为设备中的所有信号提供了一个公共参考电位。

有单点接地，多点接地，浮地和混合接地。

单点接地是指整个电路系统中只有一个物理点被定义为接地参考点，其他各个需要接地的点都直接接到这一点上。

在低频电路中，布线和元件之间不会产生太大影响。

通常频率小于1MHz 的电路，采用一点接地。

多点接地是指电子设备中各个接地点都直接接到距它最近的接地平面上（即设备的金属底板）。

高速PCB设计指南之一第一篇PCB布线在PCB设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个PCB中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。

PCB布线有单面布线、双面布线及多层布线。

布线的方式也有两种：自动布线及交互式布线，在自动布线之前，可以用交互式预先对要求比较严格的线进行布线，输入端与输出端的边线应避免相邻平行，以免产生反射干扰。

必要时应加地线隔离，两相邻层的布线要互相垂直，平行容易产生寄生耦合。

自动布线的布通率，依赖于良好的布局，布线规则可以预先设定，包括走线的弯曲次数、导通孔的数目、步进的数目等。

一般先进行探索式布经线，快速地把短线连通，然后进行迷宫式布线，先把要布的连线进行全局的布线路径优化，它可以根据需要断开已布的线。

并试着重新再布线，以改进总体效果。

对目前高密度的PCB设计已感觉到贯通孔不太适应了，它浪费了许多宝贵的布线通道，为解决这一矛盾，出现了盲孔和埋孔技术，它不仅完成了导通孔的作用，还省出许多布线通道使布线过程完成得更加方便，更加流畅，更为完善，PCB 板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需广大电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。

1 电源、地线的处理既使在整个PCB板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。

所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。

对每个从事电子产品设计的工程人员来说都明白地线与电源线之间噪音所产生的原因，现只对降低式抑制噪音作以表述：（1）、众所周知的是在电源、地线之间加上去耦电容。

（2）、尽量加宽电源、地线宽度，最好是地线比电源线宽，它们的关系是：地线＞电源线＞信号线，通常信号线宽为：0.2～0.3mm,最经细宽度可达0.05～0.07mm,电源线为1.2～2.5 mm 对数字电路的PCB可用宽的地导线组成一个回路, 即构成一个地网来使用(模拟电路的地不能这样使用)（3）、用大面积铜层作地线用,在印制板上把没被用上的地方都与地相连接作为地线用。