详说高速电路PCB回流路径
PCB板内地返回路径的处理
PCB 地返回路径的处理摘要：印制电路板的好坏直接影响电子系统的电磁兼容性能，而印制电路板的上地返回路径是控制整个电子系统电磁兼容性能的核心之一，依据整个系统中返回路径所处的位置针对不同干扰信号有针对性的处理地返回路径，可以是事半功倍的提高板内电磁兼容性能。
本文以实际工作遇到的金属壳体的印制电路板为研究对象，针对印制电路板内数字地、模拟地和大功率信号和散热器的特点依据GB17626的测试的干扰源类型，分析各部分干扰源的种类以及干扰形成原理。
依据系统电磁兼容常用手段对各种降低干扰源，从而提升整个电子系统的抗干扰能力和稳定性。
引言：地是电子系统中重要的组成部分，地处理是电磁兼容的主要部分也是信号完整性设计核心之一，针对不同干扰源的抗干扰性和稳定性，对印制电路板内的地进行合理处理会提升整个电子系统的抗干扰性。
本文通过壳体、数字与模拟地内的一些处理方式说明地处理的重要性。
关键词：电磁到兼容、信号完整性、返回路径一、PCB 板内常见地返回路径的特性：理想的地返回路径是一个纯净的电位为零的参考面，实际电子系统内不存在绝对零电压的参考平面，因此layout 工程师要设计出一个相对纯净的参考界面作为返回路径。
PCB 板内电层和地平面是整个系统的返回路径，因篇幅限制本文仅对地返回路进行分析。
由于仅分析地返回路径所以本文并不采用返回路径这一称呼依然采用地这个称呼。
本文通过地分割、信号线与地的关系和散热片处理三个方面对地返回路径进行简要描述。
二、地分割1、壳体地：壳体电势返回路径是PCB 板内与壳体共电位的平面1）干扰源：壳体工作环境比较复杂根据GB17626 的测试内容可知其干扰源主要有浪涌、雷击、静电放电等。
2）电路板内解决方法：为了避免壳体上干扰信号涌入到电路板的信号地，用不低于50Mil 的沟槽将电路板内与壳体连接接口的地与电路板内的地进行分割。
○1、不跨越接口信号分割，避免了干扰信号通过地返回路径干扰电子系统。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路的PCB设计是一项复杂的任务，需要考虑到信号完整性、电磁兼容性和噪声抑制等因素。
下面列出了一些高速电路PCB设计的方法和技巧：
1. 确定信号完整性要求：根据设计要求和信号频率，确定信号完整性要求，如信号的上升/下降时间、功率边缘、噪声容限等。
2. 选择适当的材料：选择适当的PCB材料，比如具有较低介电常数和损耗因子的高频层压板材料，以提高信号完整性。
3. 排布设计：在PCB布局设计中，将信号线和地线层紧密地排布在一起，以降低传输延迟。
同时，尽量避免信号线交叉和平行布线，以减小串扰干扰。
4. 使用差分信号线：对于高速信号，采用差分信号线可以减少干扰和噪声。
差分信号线需要保持匹配长度和间距，并使用差分对地层。
5. 引脚分布：将相关的信号和地线引脚布局在相邻位置，并使用直接和短的连接，以减小传输延迟。
6. 电源和地线：在PCB设计中，电源和地线是非常重要的。
为了提高电源供应的稳定性和降低噪声，采用分层设计，并保持电源和地线的低阻抗连通。
7. 规避回流路径：设计中应尽量避免信号流经大电流回流路径，以降低电磁干扰。
8. 耦合和终端阻抗：为了提高信号的传输质量，需要合理设计耦合和终端阻抗，并在设计中考虑到信号的反射和幅度损耗。
9. 电磁兼容性：在PCB设计中，应遵循电磁兼容性规范，使用恰当的屏蔽和过滤技术，以减少电磁辐射和敏感性。
10. 仿真和调试：在最终的PCB设计中，使用仿真工具来验证信号完整性和电磁兼容性，并在实际测试中进行调试和优化。
以上是一些高速电路PCB设计的方法和技巧，设计人员可以根据实际需求和设计要求来选择和应用。
九条高速PCB信号走线规则
九条高速PCB信号走线规则
1.电源回返路径：保持信号和相应的地面层尽可能近，在回路长度和电流路径上减小电磁辐射。
2.信号层叠：在多层PCB中，将信号层与相邻的地层尽可能靠近，以减小串扰和电磁辐射。
3.高速信号层位于中间层：将高速信号层放置在PCB的内部层，以减小对外部层的干扰，并提高中间层的信号完整性。
4.地层间引通孔：在PCB的不同地层之间设置引通孔，以提供更好的地面连接和减小回路长度，从而减小串扰。
5.信号层间引通孔：将不同信号层之间的引通孔放置在相同的位置，形成垂直连接通道，以便信号传输和阻止串扰。
6.信号层间隔层：在不同信号层之间设置隔离层，以提供额外的电磁屏蔽和减小与相邻信号层的干扰。
7.信号走线长度匹配：对于同一组相关信号，确保各信号的走线长度相等或相差很小，以维持信号的同步传输。
8.信号走线宽度匹配：对于同一组相关信号，确保各信号的走线宽度相等或相差很小，以维持阻抗匹配。
9.地平面引通孔：在PCB的地平面上设置引通孔，以提供更好的地面连接和减小回路长度，从而减小串扰。
以上是九条高速PCB信号走线规则的详细介绍。
通过遵循这些规则，设计师可以最大程度地提高高速电子产品电路板的信号完整性和性能。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路 PCB 设计是非常重要的，因为它可能会对电路性能和信号完整性产生重要影响。
以下是一些高速电路 PCB 设计方法和技巧：
1. 布局规划：确保在 PCB 上正确布局各个电路模块，尽量减少信号路径长度和电流回路，避免交叉干扰和干扰耦合。
2. 地线规划：准确规划地线，减少回流路径和地回流阻抗，以确保信号完整性和抑制噪声。
3. 信号层分离：将信号层和电源层分离，减少干扰和耦合。
在有需要的地方使用地层分离。
4. 绕线规则：使用最短的路径和尽可能直线的路径连接信号源和接收器。
避免锐角和过于绕曲的路径，以减少信号损耗和延迟。
5. 信号完整性：在设计中使用适当的终端电阻、差分线、缓冲器和阻抗匹配等技术，以保持信号完整性和抑制回波和反射。
6. 电源和地线：确保电源和地线的良好连接和分配，减少电源噪声和地回流。
7. 绝缘：在高速电路附近使用绝缘层，以隔离高速信号和其他信号。
8. 过滤和抑制：在输入和输出端口使用合适的滤波器和抑制电路，以减少噪声和干扰。
9. EMI 和 RFI：在设计中采取一些措施来减少电磁干扰和无线干扰，如使用屏蔽层和地平面。
10. 模拟和数字信号分离：将模拟信号和数字信号分离，以减
少干扰和串扰。
总结来说，高速电路PCB 设计需要考虑布局规划、地线规划、信号层分离、绕线规则、信号完整性、电源和地线、绝缘、过滤和抑制、EMI 和 RFI、以及模拟和数字信号分离等因素。
这些方法和技巧可以帮助确保高速电路性能和信号完整性。
高速电路回流路径相关分析
1．回流的基本概念数字电路的原理图中，数字信号的传播是从一个逻辑门向另一个逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的，许多数字工程师因此认为回路通路是不相关的，毕竟，驱动器和接收器都指定为电压模式器件，为什么还要考虑电流呢！实际上，基本电路理论告诉我们，信号是由电流传播的，明确的说，是电子的运动，电子流的特性之一就是电子从不在任何地方停留，无论电流流到哪里，必然要回来，因此电流总是在环路中流动，电路中任意的信号都以一个闭合回路的形式存在。
对于高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。
2．回流的影响数字电路通常借助于地和电源平面来完成回流。
高频信号和低频信号的回流通路是不相同的，低频信号回流选择阻抗最低路径，高频信号回流选择感抗最低的路径。
当电流从信号的驱动器出发，流经信号线，注入信号的接收端，总有一个与之方向相反的返回电流：从负载的地引脚出发，经过敷铜平面，流向信号源，与流经信号线上的电流构成闭合回路。
这种流经敷铜平面的电流所引起的噪声频率与信号频率相当，信号频率越高，噪声频率越高。
逻辑门不是对绝对的输入信号响应，而是对输入信号和参考引脚间的差异进行响应。
单点终结的电路对引入信号和其逻辑地参考平面的差异做出反应，因此地参考平面上的扰动和信号路径上的干扰是同样重要的。
逻辑门对输入引脚和指定的参考引脚进行响应，我们也不清楚到底哪个是所指定的参考引脚（对于TTL，通常是负电源，对于ECL通常是正电源，但是并不是全都如此），就这个性质而言，差分信号的抗干扰能力就能对地弹噪声和电源平面滑动具有良好的效果。
当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，这就引起瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声(SSN)，在地线上还会出现地平面反弹噪声(简称地弹)。
而当印制板上的电源线和接地线的环绕区域越大时，它们的辐射能量也就越大，因此，我们对数字芯片的切换状态进行分析，采取措施控制回流方式，达到减小环绕区域，辐射程度最小的目的。
高速电路pcb设计方法与技巧
高速电路pcb设计方法与技巧高速电路的PCB设计方法和技巧包括以下几个方面：1. 布局设计：将高速信号的传输路径尽量短，减少信号的传播延迟和损耗。
较重要的信号路径应尽量接近直线，减少信号的反射和串扰。
同时，将高速信号路径与低速信号路径、电源路径和地线路径分开布局，减少干扰。
将容易产生电磁干扰的元件，如发射器和接收器，与其他元件远离。
2. 信号线的走线规则：高速信号线应遵循尽量短、尽量宽、尽量平行的原则。
信号线的走线应尽量避免拐弯和角度过多，减少信号的反射和串扰。
信号线之间应保持一定的间距，避免互相干扰。
对于差分信号线，应保持差分对的长度一致，减少时钟抖动。
3. 地线规划：地线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制起着至关重要的作用。
地线的设计应尽量短、宽，减小地电阻和电感。
可以使用填充地方式减小地回流路径。
对于多层PCB，应设计好地引脚和地面的连接方式。
4. 耦合电容与电感：在高速电路中，耦合电容和电感起着衰减高频噪声和滤波的作用。
需要合理选择耦合电容和电感的数值，以满足高速信号的传输需求。
电容和电感的布局也需要注意，尽量靠近需要耦合或滤波的信号线。
5. 电源规划：电源线是高速电路中非常重要的一部分，对于信号的传输和干扰抑制同样起着至关重要的作用。
电源线的设计应尽量短、宽，减小电源电阻和电感。
可以使用填充电源方式减小电源回流路径。
对于多层PCB，应设计好电源引脚和电源面的连接方式。
6. 综合考虑：在PCB设计中，需要考虑到信号的传输需求、干扰抑制、布局和走线的规则等多个方面。
综合考虑这些因素，可以在高速电路的PCB设计中取得较好的效果。
总的来说，高速电路的PCB设计需要充分考虑信号的传输需求和干扰抑制，合理的布局和走线规则是必不可少的。
此外，还需要综合考虑其他因素，如地线规划、耦合电容和电感、电源规划等，以确保高速电路的正常工作。
高速电路回流路径相关分析
1．回流的基本概念数字电路的原理图中，数字信号的传播是从一个逻辑门向另一个逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的，许多数字工程师因此认为回路通路是不相关的，毕竟，驱动器和接收器都指定为电压模式器件，为什么还要考虑电流呢！实际上，基本电路理论告诉我们，信号是由电流传播的，明确的说，是电子的运动，电子流的特性之一就是电子从不在任何地方停留，无论电流流到哪里，必然要回来，因此电流总是在环路中流动，电路中任意的信号都以一个闭合回路的形式存在。
对于高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。
2．回流的影响数字电路通常借助于地和电源平面来完成回流。
高频信号和低频信号的回流通路是不相同的，低频信号回流选择阻抗最低路径，高频信号回流选择感抗最低的路径。
当电流从信号的驱动器出发，流经信号线，注入信号的接收端，总有一个与之方向相反的返回电流：从负载的地引脚出发，经过敷铜平面，流向信号源，与流经信号线上的电流构成闭合回路。
这种流经敷铜平面的电流所引起的噪声频率与信号频率相当，信号频率越高，噪声频率越高。
逻辑门不是对绝对的输入信号响应，而是对输入信号和参考引脚间的差异进行响应。
单点终结的电路对引入信号和其逻辑地参考平面的差异做出反应，因此地参考平面上的扰动和信号路径上的干扰是同样重要的。
逻辑门对输入引脚和指定的参考引脚进行响应，我们也不清楚到底哪个是所指定的参考引脚（对于TTL，通常是负电源，对于ECL通常是正电源，但是并不是全都如此），就这个性质而言，差分信号的抗干扰能力就能对地弹噪声和电源平面滑动具有良好的效果。
当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，这就引起瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声(SSN)，在地线上还会出现地平面反弹噪声(简称地弹)。
而当印制板上的电源线和接地线的环绕区域越大时，它们的辐射能量也就越大，因此，我们对数字芯片的切换状态进行分析，采取措施控制回流方式，达到减小环绕区域，辐射程度最小的目的。
九条高速PCB信号走线规则
九条高速PCB信号走线规则高速PCB设计是现代电子产品中非常重要的一环，它直接关系到整个电子产品的性能和可靠性。
九条高速PCB信号走线规则是国际上广泛采用的一种高速PCB设计指导原则。
以下将详细介绍九条高速PCB信号走线规则。
1.严格遵循走线规则：在进行高速PCB设计时，必须遵循一定的信号走线规则。
这些规则包括信号的最小走线宽度、最小间距、最小焊盘孔径等。
同时，还要注意信号走线的长度和路径，以确保信号传输的完整性。
2.差分信号走线：差分信号是一种特殊的信号传输方式，可以大大提高信号的抗干扰能力。
在高速PCB设计中，应该使用差分信号走线来传输高频信号。
差分信号的走线规则包括信号的差分对间距、对距离和走线长度等。
3.走线层次：在高速PCB设计中，应尽量采用多层PCB板。
多层PCB 板可以提供更好的信号屏蔽和隔离效果，减小信号互相干扰的可能性。
同时，多层PCB板还可以提供更多的信号层供走线，使得信号走线更加灵活方便。
4.电源和地线走线：电源和地线是高速PCB设计中非常重要的两类信号。
在进行电源和地线走线时，应该尽量减小其阻抗，提高其电流承载能力。
电源和地线应该尽量靠近各个元件，以减小信号传输的长度和路径，提高信号的稳定性和可靠性。
5.时钟信号走线：时钟信号是高速PCB设计中的关键信号，它直接影响整个系统的工作稳定性和准确性。
时钟信号走线应该尽量短，走线路径上不要有分支和环形结构。
另外，时钟信号的走线应该避免与其他信号走线交叉，以降低信号互相干扰的可能性。
6.阻抗控制：在高速PCB设计中，阻抗是一个非常重要的参数。
信号走线的阻抗应该能够适应信号的频率和传输速率，并且保持稳定不变。
为了控制阻抗，可以通过调整信号走线的宽度、间距和PCB板的材料来实现。
7.信号层次分离：在高速PCB设计中，不同频率的信号应该尽量分离在不同的信号层上。
这样可以降低信号之间的相互干扰，提高整个系统的性能。
同时，还可以采用不同的信号层去传输不同频率的信号，以提高整个系统的布局效果。
高速电路PCB回流路径
高速电路PCB回流路径1 回流的基本概念数字电路的原理图中，数字信号的传播是从一个逻辑门向另一个逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的，许多数字工程师因此认为回路通路是不相关的，毕竟，驱动器和接收器都指定为电压模式器件，为什么还要考虑电流呢！实际上，基本电路理论告诉我们，信号是由电流传播的，明确的说，是电子的运动，电子流的特性之一就是电子从不在任何地方停留，无论电流流到哪里，必然要回来，因此电流总是在环路中流动，电路中任意的信号都以一个闭合回路的形式存在。
对于高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。
2 回流的影响数字电路通常借助于地和电源平面来完成回流。
高频信号和低频信号的回流通路是不相同的，低频信号回流选择阻抗最低路径，高频信号回流选择感抗最低的路径。
当电流从信号的驱动器出发，流经信号线，注入信号的接收端，总有一个与之方向相反的返回电流：从负载的地引脚出发，经过敷铜平面，流向信号源，与流经信号线上的电流构成闭合回路。
这种流经敷铜平面的电流所引起的噪声频率与信号频率相当，信号频率越高，噪声频率越高。
逻辑门不是对绝对的输入信号响应，而是对输入信号和参考引脚间的差异进行响应。
单点终结的电路对引入信号和其逻辑地参考平面的差异做出反应，因此地参考平面上的扰动和信号路径上的干扰是同样重要的。
逻辑门对输入引脚和指定的参考引脚进行响应，我们也不清楚到底哪个是所指定的参考引脚（对于TTL，通常是负电源，对于ECL通常是正电源，但是并不是全都如此），就这个性质而言，差分信号的抗干扰能力就能对地弹噪声和电源平面滑动具有良好的效果。
当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，这就引起瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声(SSN)，在地线上还会出现地平面反弹噪声(简称地弹)。
而当印制板上的电源线和接地线的环绕区域越大时，它们的辐射能量也就越大，因此，我们对数字芯片的切换状态进行分析，采取措施控制回流方式，达到减小环绕区域，辐射程度最小的目的。
高速电路之信号回流路径分析
高速电路之信号回流路径分析王泽强【摘要】In the circuit design of high speed digital system, electromagnetic compatibility (EMC) , signal integrity (SI) and power integrity are closely connected with each other, which is the challenge the high speed circuit design facing. The posi-tion between signal line and signal circumfluence path has direct relation with EMC and SI. Dealing well with the relation be-tween signal line and signal circumfluence path plays a decisive role in solving the problems of EMC, SI and power integrity.%在高速数字系统电路设计中,电磁兼容性、信号完整性和电源完整性等问题紧密的交织在一起,成为高速电路设计的挑战.信号线与信号回流路径之间的位置与电磁兼容性、信号完整性问题有着直接的关系,处理好信号线与信号回流路径之间的关系,对解决电磁兼容性、信号完整性及电源完整性问题有不可忽视的作用.【期刊名称】《现代电子技术》【年(卷),期】2013(036)001【总页数】4页(P155-157,160)【关键词】高速电路;信号回流路径;电磁兼容;信号完整性【作者】王泽强【作者单位】深圳市远望谷信息技术股份有限公司,广东深圳518057【正文语种】中文【中图分类】TN911.7-340 引言随着半导体技术的快速发展，高速数字系统时钟频率越来越高。
如何做好高速PCB信号流向处理
如何做好高速PCB信号流向处理
信号完整性是指信号在传输路径上的质量，即信号在电路中能以正确的时序和电压电平作出响应的能力。
如果电路设计能够达到把信号以规定的时序、持续时间和电压幅值在互连系统中传输，就表明该电路具有良好的信号完整性。
信号完整性问题体现在很多方面，当信号上升时间减小到一定的程度，电路板上的寄生电容和寄生电感开始导致一些可能影响电路性能的噪声信号和瞬态信号时，就需要考虑信号的完整性问题，它可能会造成以下问题的发生：
1.延迟：延迟是指信号在PCB板的传输线上以有限的速度传输，信号从
发送端发出到达接收端，其间存在一个传输延迟。
信号延迟会对系统的时序产生影响;传输延迟主要取决于导线的长度和导线周围介质的介电常数。
在高速数字系统中，信号传输线长度是影响时钟脉冲相位差的最直接因素，时钟脉冲相位差是指同时产生的两个时钟信号到达接收端的时间不同步。
时钟脉冲相位差降低了信号沿到达的可预测性，如果时钟脉冲相位差太大，会在接收端产生错误的信号。
2. 反射：反射就是信号在信号线上的回波。
当信号延迟时间远大于信号跳变时间时，信号线必须当作传输线。
当传输线的特性阻抗与负载阻抗不匹配时，信号功率(电压或电流)的一部分传输到线上并到达负载处，但是有一部。
信号回流路径
信号回流路径,即return current。
高速数字信号在传输时，信号的流向是从驱动器沿PCB传输线到负载，再由负载沿着地或电源通过最短路径返回驱动器端。
这个在地或电源上的返回信号就称信号回流路径。
Dr.Johson在他的书中解释，高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。
SI分析的就是这个围场的电磁特性，以及他们之间的耦合。
实例解释：IC1为信号输出端，IC2为信号输入端(为简化PCB模型，假定接收端内含下接电阻)第三层为地层。
IC1和IC2的地均来自于第三层地层面。
顶层右上角为一块电源平面，接到电源正极。
C1和C2分别为IC1、IC2的退耦电容。
图上所示的芯片的电源和地脚均为发、收信号端的供电电源和地。
在低频时，如果S1端输出高电平，整个电流回路是电源经导线接到VCC电源平面，然后经橙色路径进入IC1，然后从S1端出来，没第二层的导线经R1端进入IC2，然后进入GND层，经红色路径回到电源负极。
但在高频时，PCB所呈现的分布特性会对信号产生很大影响。
我们常说的地回流就是高频信号中经常要遇到的一个问题。
当S1到R1的信号线中有增大的电流时，外部的磁场变化很快，会使附近的导体感Τ鲆桓龇聪虻牡缌鳌Ｈ绻 谌 愕牡仄矫媸峭暾 牡仄矫娴幕埃 敲椿嵩诘仄矫嫔匣嵊幸桓隼渡 橄弑晔镜牡缌鳎蝗绻鸗OP层有一个完整的电源平面的话，也会在顶层有一个沿蓝色虚线的回流。
此时信号回路有最小的电流回路，向外辐射的能量最小，耦合外部信号的能力也最小。
(高频时的趋肤效应也是向外辐射能量最小，原理是一样的。
)由于高频信号电平和电流变化都很快，但是变化周期短，需要的能量并不是很大，所以芯片是和离芯片最近的退耦电容取电的。
当C1足够大，而且反应又足够快(有很低的ESR值，通常用瓷片电容。
瓷片电容的ESR远低于钽电容。
)，位于顶层的橙色路径和位于GND层的红色路径可以看成是不存在的(存在一个和整板供电对应的电流，但不是与图示信号对应的电流)。
PCB差分线回流路径的3D电磁场分析
PCB差分线回流路径的3D电磁场分析1，差分信号简介当驱动器在传输线上驱动一路信号时，在信号线和返回路径之间会存在一个信号电压，通常称为单端传输线信号。
当两路驱动器驱动一个差分对时，除了各自的单端信号外，这两路信号线之间还存在着一个电压差，称为差分信号。
与单端信号相比，差分信(Differential Signal)在信号完整性方面有很多优势。
如降低了轨道塌陷和EMI，有更好的抗噪声能力，对衰僐不敏感。
在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计。
承载差分信号的任一一对走线就称为差分走线。
差分传输线具有两种独特的传传输方式---奇模方式和耦模方式。
奇模方式在两个传输信号间存在以个非零电位，耦模方式一对信号相对GND有一个非零电位。
而实际的差分信号带有直流偏置的差分信号。
2，差分信号回路三维建模为了对差分信号回路进行精确的分析，需要借助三维的电磁场仿真软件。
选用了Ansoft的HFSS进行三维建模和分析。
HFSS是基于三维电磁场设计的EDA标准设计工具。
HFSS依据其独有的模式？节点和超宽带插值扫频专有技术，利用有限元(FEM)快速精确求解整板级PCB或整个封装结构的所有电磁特性，真正全面考虑(准)静态仿真中无法分析的有失配、耦合、辐射及介质损耗等引起的电磁场效应，从而得到精确的频域高频特性(如S参数等)并生成全波Spice模型以支持高频、高速、高密度PCB应用中实现精确的Spice宽带电路仿真设计。
为了表明较长回流路径的影响，参见图2，描述了一根带状线跨过了地参考平面上的一个沟壑，构建的一个不连续回流路径的简单模型，该模型结构简单，回流路径很容易被理解，同时它也能被扩展应用到更多的常见结构中。
定义信号回路的信号在PCB板上的位置以及PCB 叠层如图1和结构如图2所示，为带状线，特征阻抗100欧姆，铜箔厚度0.035mm，信号线线宽0.127mm，信号的间隙为0.2286mm，线长5cm.介质厚度为0.1524mm，GND的铜箔度。
pcb 回流路径
pcb 回流路径摘要：1.导言：介绍PCB回流路径的重要性2.PCB回流路径的基本概念与作用3.回流路径设计的关键因素4.优化回流路径的策略与方法5.回流路径对PCB性能的影响6.结论：总结PCB回流路径的重要性及其在电子制造中的作用正文：1.PCB回流路径的基本概念与作用PCB回流路径，指的是在PCB焊接过程中，焊接料从焊膏印刷到焊接部位，再到焊接完成这一过程中的流动路径。
回流路径的设计合理性直接影响到焊接质量、焊接速度以及PCB的整体性能。
2.回流路径设计的关键因素（1）回流路径的形状：常见的回流路径形状包括直线型、U型、蛇形等。
形状的选择需根据实际需求以及PCB尺寸来确定。
（2）回流路径的长度：回流路径长度直接影响到焊接速度和焊接质量。
长度越短，焊接速度越快，但过短可能导致焊接不牢固；长度越长，焊接稳定性越好，但焊接速度较慢。
（3）回流路径的宽度：回流路径宽度影响到焊接料的流动速度和热量分布。
宽度越大，流动速度越快，热量分布越均匀；宽度越小，流动速度越慢，热量分布不均匀。
3.优化回流路径的策略与方法（1）减少回流路径的长度：通过合理布局和优化设计，减小回流路径的长度，提高焊接速度。
（2）选择合适的回流路径形状：根据实际需求和PCB尺寸，选择合适的回流路径形状，平衡焊接质量和速度。
（3）扩大回流路径宽度：适当扩大回流路径宽度，有利于焊接料的流动和热量分布，提高焊接质量。
4.回流路径对PCB性能的影响回流路径的设计对PCB性能具有重要作用。
合理的回流路径可以提高焊接质量，减少焊接缺陷，提高生产效率。
同时，良好的回流路径有助于热量分布均匀，降低PCB的热应力，延长电子产品的使用寿命。
5.结论PCB回流路径在电子制造过程中具有重要作用。
通过对回流路径的合理设计，可以提高焊接质量、焊接速度和PCB整体性能。
浅谈高速PCB上的电源走线
浅谈高速PCB上的电源走线高速PCB上的电源走线是PCB设计中非常重要的一部分。
电源走线在设计中的布局往往直接影响着整个电路的性能。
因此，设计师需要在高速PCB电源走线设计中的遵循一些原则和规则。
一、飞线的合理使用在高速PCB电源走线设计中，设计师应该尽量避免在铜层上填充过多的走线。
相反，设计师应该使用飞线技术来连接不同铜层上的元件。
使用飞线之后，可以让更多的空间留给其他信号路线，减少信号干扰的机会。
二、电路区隔的注意电源是整个电路的根基，所以在高速PCB电源走线设计中，应该将不同电压的导线分别走在不同铜层，避免电压干扰。
另外，还应该采用有机交错布局方法来区隔模拟和数字电路的布局，避免模拟和数字电路相互干扰。
三、直接电源线的布局在高速PCB电源走线设计中，设计师应该尽可能的利用其直接电源线的空间。
可以在电路板的周围布置电感和陶瓷电容，以降低电路上的噪声和抑制EMI干扰。
此外，还可以在直接电源线周围采用自由走线来降低信号反弹。
四、电源降噪的措施在高速PCB电源走线设计中，瞬态反应往往是个永恒的问题。
为此，设计师通常会使用保险措施，以降低电源噪音和EMI干扰。
这些措施包括：通过多层板来隔离与降低噪音的电源电压跳变；通过布置filtering networks 或L-C filter来降低EMI / RFI噪声。
五、布线尽量简洁在高速PCB电源走线设计中，设计师应该尽可能的使用简洁的布线，避免繁琐的复杂性来干扰信号的流动。
简洁的布线设计不仅可以让电路板的面积更小，而且可以帮助降低布线中的信号反弹。
六、PCB厂家的自检最后，设计师在设计高速PCB电源走线的同时，不应忽视PCB 厂家的自检。
在PCB 制造过程中，大多数PCB 厂商都会执行自检和测试程序，以确认电路板的性能和电源走线设计是否符合标准。
设计师应该评估和检查PCB 制造商的自检过程，以确保电路板的性能和可靠性。
总之，高速PCB电源走线设计是电路设计中非常重要的一部分。
pcb回流路径
pcb回流路径
PCB回流路径是指PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）在回流焊接工艺中的流动路径。
它是指焊接过程中PCB上的焊膏和焊锡在高温条件下被加热、熔化、流动和固化的路径。
一般来说，PCB回流焊接工艺路径主要包括以下几个步骤：
1. 预热区：PCB在进入回流焊接设备后，首先会经过一个预热区，用来提前将PCB加热至适宜的焊接温度，以避免PCB 的热冲击和热应力。
2. 焊膏区：在预热区之后，PCB进入焊膏区，其中焊膏被加热使其熔化，形成一层液态的焊膏。
3. 焊锡区：接下来，PCB进入焊锡区，焊膏中的焊锡和PCB 上的焊盘相互作用，实现焊接连接。
焊锡会在高温下熔化，然后在焊盘和焊脚之间形成一层液态的焊锡连接。
4. 冷却区：焊接完成后，PCB进入冷却区，焊锡在这个区域内开始冷却和凝固，形成坚固的焊接连接。
PCB回流焊接工艺的路径可以根据具体的设备和工艺要求进行调整，以适应不同的焊接需求和PCB结构。
在整个回流焊接过程中，PCB需要在正确的温度、时间和速度下通过这些不同的区域，以确保焊膏和焊锡的正确熔化、流动和固化，从而实现可靠的焊接连接。
pcb 回流路径
pcb 回流路径
摘要：
1.Pcb回流路径的定义和作用
2.Pcb回流路径的分类
3.Pcb回流路径的设计原则
4.Pcb回流路径的优化方法
5.Pcb回流路径在电子制造中的应用
正文：
PCB（印刷电路板）回流路径是指在PCB设计中，为使焊接过程中的助焊剂和残留物从PCB表面去除，而设置的一条从焊盘到边缘或过孔的路径。
它对于保证焊接质量、提高产品可靠性和延长使用寿命具有重要意义。
PCB回流路径主要分为两类：一类是外回流路径，主要是指从焊盘到边缘的路径；另一类是内回流路径，主要是指通过过孔的路径。
在设计过程中，需要根据实际需求选择合适的回流路径。
设计PCB回流路径时，应遵循以下原则：
（1）确保回流路径的宽度足够，以满足焊接过程中助焊剂和残留物的排放需求。
（2）回流路径应尽量避免与其他信号线、地线等产生过近的距离，以免产生电磁干扰。
（3）回流路径应尽量选择在PCB边缘或过孔附近，以便于焊接过程中助焊剂和残留物的去除。
（4）回流路径应保持连续性，避免出现断路或死区。
优化PCB回流路径的方法主要包括：
（1）调整回流路径的宽度和长度，使其满足焊接过程的需求。
（2）采用不等宽回流路径，以提高排放效率。
（3）在关键位置设置辅助回流路径，以提高整体回流效果。
在电子制造过程中，PCB回流路径对于焊接质量起着关键作用。
通过合理设计和优化回流路径，可以提高焊接质量，减少焊接缺陷，从而提高整个产品的性能和可靠性。
pcb 回流路径
pcb 回流路径（原创版）目录1.PCB 回流路径的定义与重要性2.PCB 回流路径的设计原则3.PCB 回流路径的设计方法与技巧4.PCB 回流路径的优化与验证5.PCB 回流路径对电子产品性能的影响正文一、PCB 回流路径的定义与重要性PCB 回流路径，指的是在印刷电路板（PCB）中，电流从电源负极到电源正极的流动路径。
在电子产品中，PCB 回流路径的设计对于产品的性能、稳定性和可靠性具有至关重要的作用。
合理的回流路径设计可以降低电阻、减少电源电压降，从而提高电子产品的工作效率。
二、PCB 回流路径的设计原则1.尽量减少回流路径的长度，以降低电阻和电压降。
2.确保回流路径的宽度足够，以满足电流需求的同时，降低电阻。
3.避免回流路径与高压、高速信号线交叉，以减少电磁干扰。
4.尽量设置多个回流路径，以实现负载电流的均衡。
三、PCB 回流路径的设计方法与技巧1.在设计阶段，使用专业的 EDA 软件进行回流路径设计，以实现自动化、高效率和精确度。
2.合理规划 PCB 布局，将电源负极、正极和负载分布在 PCB 的不同区域，以减小回流路径的长度。
3.使用多层电源平面设计，以提供足够的回流路径面积，降低电阻。
4.使用接地平面或电源平面作为回流路径，以实现负载电流的均衡。
四、PCB 回流路径的优化与验证1.在设计完成后，使用仿真软件对回流路径进行优化和验证，以确保满足设计要求。
2.对比不同回流路径设计方案的性能参数，如电阻、电压降等，选择最优方案。
3.在实际生产过程中，对回流路径进行检测和测试，以确保设计质量和可靠性。
五、PCB 回流路径对电子产品性能的影响1.回流路径长度和宽度直接影响电阻和电压降，进而影响电子产品的性能和效率。
2.回流路径的设计质量影响电磁兼容性，关系到电子产品的稳定性和可靠性。
3.回流路径的设计合理性影响电子产品的散热性能，从而影响产品的使用寿命和可靠性。
综上所述，PCB 回流路径的设计是电子产品设计中至关重要的环节。
高速电路PCB的网络、传输线、信号路径和走线
高速电路PCB的网络、传输线、信号路径和走线2012-02-03 15:13高速电路PCB的网络、传输线、信号路径和走线严格地讲，网络是一个限于低速、集总参数电路的概念。
不管元件Pl的引脚A到元件R1、P2、P3的B、C、D引脚互连用哪种物理连接（微带线、带状线、同轴电缆还是跳线），也不管中间是否经历过孔或是线宽变化，引脚B、C、D上都能实时和不失真地反映引脚A的波形变化。
当然，这是一种理想状况，然而对于低速信号是合理的，因此，A、B、C、D之间的任何连接为一个网络（节点），黑线为网络Netl。
但是，对于高速信号，如第3章所讲的就完全不是这样了，一个信号从引脚A输出，到达D可能完全失真，而且也完全不考虑信号电流是如何返回的，所以需引入传输线的概念。
传输线的原理在第3章已有详细介绍，在此仅澄清概念上的混淆。
传输线用于信号从一个地方传输到另一个地方，它包括两条路径：信号路径和返回路径，信号路径只是构成信号传输系统的一部分。
那么信号从一点到另一点，比如说从A到D不再是实时无失真的了，它们之间的任何金属互连线已经不能简单地抽象为一个网络节点，而必须用具有一定电特性的特性阻抗和时延的元件去描述，而且，还要为这条任何金属互连线上的电流找一个返回路径，两者之间还要形成电场，虚线箭头。
这就是传输线和网络的区别，在高速电路中，几乎会遗忘网络中的一个概念：传输线。
微带线、带状线都只是传输线的一种形式。
而走线则是这些传输线的信号路径在PCB上的物理实现，比如，PCB表层的走线就是微带线的一部分，而层间走线则是带状线的一部分，要实现信号传输，就要为它寻找一个返回路径，在PCB上的返回路径就是参考平面或信号路径周围的其他导体，甚至自由空间。
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详说高速电路PCB回流路径说是高度电路，目前看来针对高速信号，理论也是共通的，总之会发现知识点是相互的。
话不多说，直接上思维导图：01数字电路的原理图中，数字信号的传播是从一个逻辑门向另一个逻辑门，信号通过导线从输出端送到接收端，看起来似乎是单向流动的，许多数字工程师因此认为回路通路是不相关的，毕竟，驱动器和接收器都指定为电压模式器件，为什么还要考虑电流呢！实际上，基本电路理论告诉我们，信号是由电流传播的，明确的说，是电子的运动，电子流的特性之一就是电子从不在任何地方停留，无论电流流到哪里，必然要回来，因此电流总是在环路中流动，电路中任意的信号都以一个闭合回路的形式存在。
对于高频信号传输，实际上是对传输线与直流层之间包夹的介质电容充电的过程。
02数字电路通常借助于地和电源平面来完成回流。
高频信号和低频信号的回流通路是不相同的，低频信号回流选择阻抗最低路径，高频信号回流选择感抗最低的路径。
当电流从信号的驱动器出发，流经信号线，注入信号的接收端，总有一个与之方向相反的返回电流：从负载的地引脚出发，经过敷铜平面，流向信号源，与流经信号线上的电流构成闭合回路。
这种流经敷铜平面的电流所引起的噪声频率与信号频率相当，信号频率越高，噪声频率越高。
逻辑门不是对绝对的输入信号响应，而是对输入信号和参考引脚间的差异进行响应。
单点终结的电路对引入信号和其逻辑地参考平面的差异做出反应，因此地参考平面上的扰动和信号路径上的干扰是同样重要的。
逻辑门对输入引脚和指定的参考引脚进行响应，我们也不清楚到底哪个是所指定的参考引脚（对于TTL，通常是负电源，对于ECL通常是正电源，但是并不是全都如此），就这个性质而言，差分信号的抗干扰能力就能对地弹噪声和电源平面滑动具有良好的效果。
当PCB板上的众多数字信号同步进行切换时(如CPU的数据总线、地址总线等)，这就引起瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线，由于电源线和地线上存在阻抗，会产生同步切换噪声(SSN)，在地线上还会出现地平面反弹噪声(简称地弹)。
而当印制板上的电源线和接地线的环绕区域越大时，它们的辐射能量也就越大，因此，我们对数字芯片的切换状态进行分析，采取措施控制回流方式，达到减小环绕区域，辐射程度最小的目的。
下图比较经典说明回路的情况：对于借用其它平面做回流的情况，最好能在信号两端适当增加几个小电容到地，提供一个回流通路。
但这种做法往往难以实现。
因为终端附近的表层空间大多都给匹配电阻和芯片的退耦电容占据了。
回流噪声是参考平面上的噪声主要的来源之一。
因此需要注意返回电流的路径和流经范围。
03下图中是印制板中的一条线路，在导线上有电流通过，通常，我们只看到了敷在表面的用于传输信号的导线，从驱动端到接收端，实际上，电流总是在环路上才能流动，传输线是我们可以看到的，而电流回流的途径通常是不可见的，他们通常借助于地平面和电源平面流回来，由于没有物理线路，回路途径变得难于估计，要对他们进行控制有一定的难度。
如图3.1所示， PCB板上每条导线和其回路构成一个电流环路，根据电磁辐射原理，当突变的电流流过电路中的导线环路时，将在空间产生电磁场，并对其他导线造成影响，这就是我们通常所说的辐射，为了减少辐射的影响，首先应该了解辐射的基本原理和与辐射强度有关的参数。
图3.1 印制板上的差模辐射这些环路相当于正在工作的小天线，向空间辐射磁场。
我们用小环天线产生的辐射来模拟它，设电流为I,面积为S的小环，在自由空间为r的远场测得的电场强度为：E――电场（V/m）f――频率（Hz ）S――面积（ m^2）I――电流（A）r――距离（m）式3.1适用于放置在自由空间且表面无反射的小环，实际上我们的产品是在地面进行而非自由空间，附近地面的反射会使测得的辐射增加6dB，考虑到这一点，式3.1必须乘2，如果对地面反射加以修正并假设为最大辐射方向，则式3.1为由式3.2知，辐射与环路电流和环面积成正比，与电流频率的平方成正比。
印刷电路板中返回电流的路径是与电流的频率密切相关的。
根据电路基本知识，直流或低频电流总是流向阻抗最小的方向；而高频的电流在电阻一定的情况下，总是流向感抗最小的方向。
如果不考虑过孔在敷铜平面上形成的孔、沟的影响，阻抗最小的路径，也就是低频电流的路径，是由地敷铜平面上的弧形线组成，如图3.2。
每根弧线上的电流的密度与此弧线上的电阻率有关。
图3.2 PCB敷铜平面上高频电流路径对传输线来说，感抗最小的返回路径，也就是高频电流返回路径，就在信号布线的正下方的敷铜平面上，如图3.3。
这样的返回路径使得整个回路包围的空间面积最小，也就使得此信号形成的环形天线向空间辐射的磁场强度（或接收空间辐射的能力）最小。
对于比较长、直的布线，可以看作理想的传输线。
在其上传播的信号返回电流流经范围是以信号布线为中心轴的带状区域，距离信号布线中心轴距离越远，电流密度越小，如图3.3。
这一关系近似满足式3.3 [4]：式3.3其中， I(D)为原始信号电流，单位为“A，安培”；D为信号布线与敷铜平面的距离，单位为“in.，英寸”；H为敷铜平面上的点到信号线的垂直距离，单位为“in.，英寸”；D/H是这一点上的电流密度，单位为“A/in.，安培每英寸”。
图3.3 传输线返回电流密度分布图根据式3.3，表3.1列出了流经以传输线中心为中心，宽度为的带状区域内的返回电流占所有返回电流的百分比。
假设英寸，则经过距离传输线0.035英寸以外的区域返回的电流只占所有返回电流的13％，具体分到传输线的一侧只有6.5％，而且密度很小。
因此可以忽略不计。
小结：1．当信号布线下方具有连续、致密、完整的敷铜平面时，信号返回电流对敷铜平面的噪声干扰是局部的。
因此，只要遵循布局、布线局部化的原则，即人为地拉开数字信号线、数字器件与模拟信号线、模拟器件之间的距离到一定程度，可以大幅度降低数字信号返回电流对模拟电路的干扰。
2．高频瞬态返回电流，经由与信号走线紧邻的平面（地平面或电源平面）回流到驱动端。
驱动器信号走线的终端负载，跨接在信号走线和与信号走线紧邻的平面（地平面或电源平面）之间。
3．当印制板上的电源线和接地线的环绕区域越大时，它们的辐射能量也就越大，因此，我们通过控制回流路径，可以使得环绕区域最小，从而控制辐射程度。
04在PCB板上引起回流问题通常有三个方面：芯片互连，铜面切割，过孔跳跃。
下面具体对这些因素进行分析。
4.1 芯片互连引起的回流问题当数字电路工作时，将发生高、低电压之间的转换，这就引起瞬态负载电流从电源流入电路或由电路流入地线。
对于数字器件而言，它引脚输入电阻可以认为无穷大，相当于开路（即下图中的i＝0），事实上，回路电流是通过芯片与电源和地平面产生的分布电容和分布电感来返回的。
以下以集电极输出电路作为输出信号的内部电路为例进行分析。
4.1.1 驱动端从低电平变化到高电平。
当输出信号由低电平跳变为高电平时，相当于输出引脚对传输线输出一个电流，由于输入电阻无穷大，我们认为对于芯片而言，没有电流从输入管腿上流入即，那么，这个电流必须返回到输出芯片的电源管腿上。
①信号走线与电源平面紧邻。
驱动端对信号走线和电源平面及终端负载构成的传输线进行充电，电流从驱动器的电源管脚进入器件，并从驱动器输出端流向负载端；高频瞬态返回电流在信号走线下方的电源平面上回流到驱动器的输出端，返回电流直接通过电源平面，从驱动器的电源管脚进入驱动器，构成电流环路。
②信号走线与地平面紧邻。
驱动器对信号走线和电源平面及终端负载构成的传输线进行充电，电流从驱动器的电源管脚进入器件，并从驱动器输出端流向负载端；高频瞬态返回电流在信号走线下方的地平面上回流到驱动器的输出端，返回电流必须借助在驱动器输出端的电源平面和地平面的耦合电容，从地平面跨越到电源平面，再从驱动器的电源管脚进入驱动器，构成电流环路。
4.1.2 驱动端从高电平变化到低电平，相当于输出引脚吸收传输线上的电流。
①信号走线与电源平面紧邻。
负载对信号走线和电源平面及驱动器输出端构成的传输线进行放电，电流从驱动器的输出管脚进入器件，从驱动器的地管脚流出，进入地平面，并通过在驱动器地管脚附近的电源平面和地平面耦合电容，跨越到电源平面，返回负载端；高频瞬态返回电流在信号走线下方的电源平面上回流到负载端，构成电流环路。
②信号走线与地平面紧邻。
负载对信号走线和电源平面及驱动器输出端构成的传输线进行放电，电流从驱动器的输出管脚进入器件，从驱动器的地管脚流出，进入地平面，返回负载端；高频瞬态返回电流在信号走线下方的地平面上回流到负载端，构成电流环路。
在驱动器的输出管脚、地管脚附近，应当布放电源平面和地平面的耦合电容，为返回电流提供返回通路，否则，返回电流将寻找最近的电源平面和地平面的耦合途径进行回流（使得回流途径难以预知和控制，从而对其他走线造成串扰）。
4.2覆铜切割造成的回流问题解决办法地平面和电源平面可以减少电阻引起的电压损失。
如图所示，回路电流经过地流回，由于电阻R1的存在，势必在1和2点产生电压降，电阻越大，压降越大，引起对地电平的不一致，如果有地层，可视为线宽无限大，电阻很小的信号线。
回路电流总是从最靠近信号的地层上流过，当地层不止一层时，如果信号处于两层地平面之间而两者又完全相同时，回路电流将等分在两个平面上通过。
4.2.1．在布局、布线局部化的条件下，数字地平面与模拟地平面公用同一块敷铜平面，即对数字地与模拟地不加区分，数字电路本身的噪声并不会给模拟电路系统带来额外的噪声。
4.2.2．在数字、模拟混合电路系统中，数字地与模拟地的共地点选择在板外，即两敷铜平面完全独立，使得数字电路与模拟电路之间的信号线不具备传输线的特征，给系统带来严重的信号完整性问题。
数字电路与模拟电路采用同一个电源系统，地平面不加分割，在数字、模拟混合电路系统的设计中，在布局模块化、布线局部化的基础上，数字电路模块和模拟电路模块公用一个完整的、不加分割的电压参考平面，不但不会增大数字电路对模拟电路的干扰，由于消除了信号线“跨沟”问题，能够大幅度降低信号间的串扰和系统的地弹噪声，提高了前端模拟电路的精度。
4.3过孔造成的回流问题解决办法在印制板信号布线时，如果是多层板，很多信号必须通过换层来完成连接任务，这时就要用到大量的过孔，过孔对回流的影响有两种：一是过孔形成沟槽阻断回流，二是过孔造成的回流跳层流动。
4.3.1．过孔形成的沟槽在印制板信号布线时，如果是多层板，很多信号必须通过换层来完成连接任务，这时就要用到大量的过孔，如果过孔在电源或地平面排列比较密集，有时候会出现许多过孔连成一片的情况，形成所谓的沟，如图所示。
首先，我们应该对这种情况进行分析，看看是否回流需要经过沟槽，如果信号的回流无需经过沟槽，就不会对回流造成阻碍影响。