pcb參考地平面的主要作用阻抗參考面和

pcb參考地平面的主要作用阻抗參考面和

百科

從電流回路的角度來說，參考平面承載著信號(hào)的返回電流很多人對(duì)于PCB走線的參考平面感到迷惑，經(jīng)常有人問：對(duì)于內(nèi)層走線，如果走線一側(cè)是VCC，另一側(cè)是GND，那么哪個(gè)是參考平面? 要弄清楚這個(gè)問題，必須對(duì)了解傳輸線的概念。我們知道，必須使用傳輸線來分析PCB上的信號(hào)傳輸，才能解釋高速電路中出現(xiàn)的各種現(xiàn)象。

最簡(jiǎn)單的傳輸線包括兩個(gè)基本要素：信號(hào)路徑、參考路徑(也稱為返回路徑)。

信號(hào)在傳輸線上是以電磁波的形式傳輸?shù)模瑐鬏斁€的兩個(gè)基本要素構(gòu)成了電磁波傳輸?shù)奈锢憝h(huán)境。從電磁波傳輸?shù)慕嵌葋碇v，信號(hào)路徑和參考路徑一道構(gòu)成了一個(gè)特殊物理結(jié)構(gòu)，電磁波在這個(gè)結(jié)構(gòu)中傳輸。從電流回路角度來講，信號(hào)路徑承載信號(hào)電流，參考路徑承載返回電流，因此參考路徑也稱為返回路徑。 對(duì)于PCB上的表層走線，走線和下面的平面層共同構(gòu)成了電磁波傳輸?shù)奈锢憝h(huán)境。

這里，走線下面的平面到底是什么**屬性無所謂，VCC、GND、甚至是沒有**的孤立銅皮，都可以構(gòu)成這樣的電磁波傳輸環(huán)境，關(guān)鍵在于下面的平面是導(dǎo)體，這就夠了。信號(hào)路徑是表層走線，所以下面的平面就是參考路徑。對(duì)于PCB上這一特殊結(jié)構(gòu)，參考路徑是以平面的形式出現(xiàn)的，所以也叫參考平面。

從電流回路的角度來說，參考平面承載著信號(hào)的返回電流，所以也叫返回平面。下面的圖顯示了表層走線的場(chǎng)分布和電流分布。這里參考平面的作用應(yīng)該很清楚了：作為電磁波傳輸物理環(huán)境的一部分(從電磁波傳輸角度)、作為電流返回路徑(從電流回路角度)走線、上方平面、下方平面3者共同構(gòu)成了電磁波傳輸?shù)奈锢憝h(huán)境，所以上下兩個(gè)平面都是信號(hào)的參考路徑，也就是參考平面，從下面的場(chǎng)分布圖中可以很清楚的看到物理環(huán)境和場(chǎng)分布的關(guān)系。

從構(gòu)成電流回路的角度來看，下圖的電流分布圖也很清晰的顯示出返回電流的分布，如果兩個(gè)平面和走線之間的間距近似相等，那么兩個(gè)平面上的返回電流也近似相等，此時(shí)，兩個(gè)平面同樣重要。從這個(gè)角度也能很好的理解兩個(gè)平面都是參考平面。理解參考平面的最直接的方法就是“構(gòu)成電磁波傳輸?shù)奈锢憝h(huán)境”。

看看感到困惑的結(jié)構(gòu)，是否滿足這個(gè)條件? 很寬的無**孤立銅皮可以么? 當(dāng)然導(dǎo)體必須是“平面形式”才能稱為“參考平面”，要不然何來平面之說! 前文指出了如果兩個(gè)平面和走線的間距近似相等(這種情況在十幾層的板子上很常見)時(shí)，那么兩個(gè)平面對(duì)于走線的重要性也近似一樣。實(shí)際工程中我們還會(huì)碰到另一種情況，兩個(gè)平面其中之一距離走線很近，另外一個(gè)距離走線很遠(yuǎn)，比如典型的6層板配置，中間的芯板(Core)厚度通常在1毫米以上。下圖是一個(gè)6層板層疊示例，內(nèi)層兩個(gè)信號(hào)層InnerSignal1和InnerSignal2都屬于這種情況，這時(shí)兩個(gè)平面對(duì)內(nèi)層走線的作用肯定是不同的。這時(shí)哪個(gè)是參考平面?先看平面上的返回電流，對(duì)于InnerSignal2來觀察遠(yuǎn)離它的VCC平面上的返回電流有多少。

遠(yuǎn)離InnerSignal2的VCC上的返回電流很少，有近90%的返回電流時(shí)從緊鄰InnerSignal2的GND平面上返回的，GND平面對(duì)InnerSignal2影響遠(yuǎn)大于VCC平面。 再看VCC平面對(duì)InnerSignal2層走線阻抗的影響。下圖將有VCC平面和沒有VCC平面兩種情況下走線阻抗做了一個(gè)對(duì)比，即使拿掉VCC平面也沒有對(duì)走線阻抗產(chǎn)生致命的影響，阻抗變化量不到1歐姆，變化率小于2%。從工程角度來講可以近似認(rèn)為InnerSignal2層走線參考平面就是和它最接近的GND平面。

盡管可以這樣近似，但關(guān)鍵是一定要清楚距離InnerSignal2層很遠(yuǎn)的那個(gè)VCC平面不是沒有影響，只不過影響不大而已。任何時(shí)候不要把問題**化，這樣對(duì)初學(xué)者有百害而無一利，如果總是追求非此即彼、非黑即白，很可能會(huì)走入*胡同。

PCB設(shè)計(jì)理論問題請(qǐng)教，新手求大神支招

從信號(hào)完整性和高速信號(hào)上面可以找到答案。簡(jiǎn)單來說，電源是走的最小阻抗路徑，電流走的是電感最小路徑。

PCB設(shè)計(jì)中，因?yàn)槠矫鎰澐忠约白呔€、過孔等產(chǎn)生的寄生電容和寄生電感，使得電流的回流路徑發(fā)生改變，如果有完整地平面作為參考的話，就會(huì)走最短路徑，從而減少線上串?dāng)_。

否則，長(zhǎng)走線方式，又沒有完整地平面作為參考，因?yàn)殡娫丛肼曇约暗貜椨绊懙?，引起參考平面不一致，從而使得串?dāng)_很大?？刂谱杩?，一般是控制走線的寬度（因?yàn)楹穸然疽呀?jīng)定下來了，與板厚和層數(shù)有關(guān)系），走線層與相鄰地層就可以得到間距D，所以對(duì)阻抗匹配控制能起到良好的作用。一般情況下，關(guān)鍵走線還是要有GND做參考的，其他一些走線可以沒有?？紤]成本和板厚等。

PCB完整地平面什么意思，**等，希望有人能**回答羅

首先PCB是電路板，它的“地”不是真實(shí)世界里的“地”，而一般是指參考平面（零電位點(diǎn)）或者是回路流徑;由于我們希望這個(gè)“地”不應(yīng)該與其它元器件之間有電壓差，所以想它越大越好，越完整越好（這樣電阻最?。?所以，PCB完整地平面就是這個(gè)意思。在補(bǔ)充一點(diǎn)，有時(shí)候我們還要將這個(gè)完整地平面分開，比如有模擬和數(shù)字電路混合的PCB板，由于數(shù)字電路響應(yīng)很快，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)噪聲（可以簡(jiǎn)單理解為數(shù)字電路一直在發(fā)生射頻信號(hào)）;而模擬電路一般反應(yīng)較慢，需要一個(gè)干凈的地作為參考;因此，在這種情況下，我們一般選一個(gè)模擬地和一個(gè)數(shù)字地，將PCB地平面分開。

PCB布線時(shí),地線布線原則

本人從事高頻電路設(shè)計(jì)多年，下面是我自己總結(jié)的地線布法，希望對(duì)有能有幫助。
在電子設(shè)備中，接地是控制干擾的重要方法。

如能將接地和屏蔽正確結(jié)合起來使用，可解決大部分干擾問題。

電子設(shè)備中地線結(jié)構(gòu)大致有系統(tǒng)地、機(jī)殼地（屏蔽地）、數(shù)字地（邏輯地）和模擬地等。在地線設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
1.正確選擇單點(diǎn)接地與多點(diǎn)接地
在低頻電路中，信號(hào)的工作頻率小于1MHz，它的布線和器件間的電感影響較小，而接地電路形成的環(huán)流對(duì)干擾影響較大，因而應(yīng)采用一點(diǎn)接地。當(dāng)信號(hào)工作頻率大于10MHz時(shí)，地線阻抗變得很大，此時(shí)應(yīng)盡量降低地線阻抗，應(yīng)采用就近多點(diǎn)接地。當(dāng)工作頻率在1～10MHz時(shí)，如果采用一點(diǎn)接地，其地線長(zhǎng)度不應(yīng)超過波長(zhǎng)的1/20，否則應(yīng)采用多點(diǎn)接地法。

2.將數(shù)字電路與模擬電路分開
電路板上既有高速邏輯電路，又有線性電路，應(yīng)使它們盡量分開，而兩者的地線不要相混，分別與電源端地線相連。要盡量加大線性電路的接地面積。
3.盡量加粗接地線
若接地線很細(xì)，接地電位則隨電流的變化而變化，致使電子設(shè)備的定時(shí)信號(hào)電平不穩(wěn)，抗噪聲性能變壞。

因此應(yīng)將接地線盡量加粗，使它能通過三位于印制電路板的允許電流。如有可能，接地線的寬度應(yīng)大于3mm。
4.將接地線構(gòu)成閉環(huán)路
設(shè)計(jì)只由數(shù)字電路組成的印制電路板的地線系統(tǒng)時(shí)，將接地線做成閉環(huán)路可以明顯的提高抗噪聲能力。