高速电路PCB的电源地噪声设计
高速数字电路电源分配网络设计优点与噪声抑制分析研究
此 电路系统在对其故 障检测和 自动报警 实施后 ， 还可使用 电话 访问功能 ， 它可以对故 障位 置和 具体故 障检 测做 出回应 ， 使得 维修 管理更加方便快捷 。
１ 高速数字电路电源分配网络系统定义系统， 就是在高速Ｐ Ｃ Ｂ电路设 计 中， 通过高蓄能 的电子分配结构 ， 提供足够 电源 以满足系统稳定 ２高速 数 字 电路 电源分 配 网络 设计 技 术优点 性要求 ， 通过引入 以太网络、 语音服务等新颖的通讯手段 ， 对智能管 ２ ． ｉ 操 作 方便 ， 安 全 系数 高 理模块 构成可远程控制和计划管理 的 电源分配单元 。 高速数字 电路 电源分配 网络设计它 的操作方 式清晰实用， 人性 目前 ， 电源分配网络设计系统不但可 以提供元件充足的 电源 ， 化界 面易于操作， 同时使用全硬件设备 ， 无需安装其它软件或插件 ，
还可 以稳定的为客户提供 高效便捷的服务 ， 是一款新一代智能 电路 分 配管理设备 。 高速数 字电路 电源分配 网络 设计通过 引入 以太 网 络、 语言服务 系统等新颖的通讯 手段 ， 同时增加 了传统设备所不 能 的智 能管理 系统 ， 它可 以实 现对设备 电源 的远程控制 ， 而不受特定 设备的局 限， 提供更安 全便 捷的服务 。 具体 特点表现为 ： １ ． １高质 量 的服 务 高速数字电路 电源分配 网络系统 的出现 ， 很好的解决 了运营商 的地 域限制， 它可以提供给客户更方便 、 更快 捷、 高效化 、 个 性化 的 高质量服务 ， 使客户获得的服务更具有 代表性和更好的实施方案细 节， 真正 实现 了人们安全稳定用 电的要求 ， 同时它 的出现提升 了运 营商 的营销 战略 ， 顺应 了市场规 则， 加强了其市场竞争力 。 １ ． ２高 效率 运转低 成 本 收益 在高速数字 电路 电源分配 网络系统提供 给客户高质量 服务 的 同时 ， 大大提高 了网络通信效率 ， 它现在的通信速率约是传统系统 的３ —５ 倍， 速率提升 的同时， 加强了其安全性能和可视性能 ， 降低 了 系统突发事件的几率 ， 减少 了系统 内部原件的损坏和更换 ， 进一步 提升了系统适用性和完美性 ， 同时有效 的降低了运营商的运营维护 成本 。 １ ． ３远 程控 制 管理
高水平的运放电路PCB布线是怎样的
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啸叫的标准
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。
电子设计中常见的噪声问题及解决方法
电子设计中常见的噪声问题及解决方法在电子设计中，噪声是一个常见且影响深远的问题。
它会对系统性能造成严重影响，因此必须采取有效的方式进行解决。
在本文中，我们将讨论电子设计中常见的噪声问题以及相应的解决方法。
首先，让我们了解什么是噪声。
在电子设备中，噪声是指系统中出现的不希望的干扰信号，会导致输出信号的失真或降低信噪比。
电子设备中的噪声通常可以分为两类：外部噪声和内部噪声。
外部噪声是来自环境中的干扰，比如电源线上的电磁干扰、无线电信号等；内部噪声则是电子设备本身产生的信号干扰，比如器件本身的热噪声、晶体管的噪声等。
常见的电子设计中的噪声问题包括：热噪声、1/f 噪声、射频干扰以及电源干扰等。
热噪声是由于电阻器、晶体管等器件的热运动引起的，通常可以通过降低工作温度或选择低噪声器件来减小；1/f 噪声是一种与频率成反比的噪声，通常可以通过滤波器进行抑制；射频干扰是来自无线电频段的干扰信号，通常可以通过屏蔽、滤波等技术进行减小；电源干扰则是由电源波动等因素引入的干扰信号，可以通过滤波器、稳压器等措施进行消除。
为了解决这些噪声问题，我们可以采取一系列有效的解决方法。
首先，选择低噪声器件是很关键的，因为器件本身的噪声会影响整个系统的性能。
其次，合理布局电路板是很重要的，可以避免信号叠加引入额外的干扰。
此外，使用合适的滤波器、隔离器等器件也是很有效的方法，可以将不需要的干扰信号滤除。
在面对射频干扰时，可以采用屏蔽罩、隔离器件等技术来隔离干扰信号，保证系统的正常工作。
除了以上方法外，还可以利用数字信号处理技术来进行噪声消除。
通过滤波、降噪算法等方法，可以有效地去除信号中的噪声成分，提高系统的信噪比。
此外，还可以采用差分信号传输、差分输入放大器等技术来减小信号传输过程中的干扰，提高系统的抗干扰能力。
总的来说，电子设计中的噪声问题是一个不可忽视的挑战，但是只要采取适当的解决方法，就可以有效地减小噪声对系统性能的影响。
高速pcb设计注意事项
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。
高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析经验
高速PCB设计中信号完整性的仿真与分析经验信号完整性是高速PCB设计中非常重要的考虑因素之一，它涉及到信号的传输特性、功率完整性和噪声抑制等方面。
为了确保良好的信号完整性，需要进行仿真和分析，下面将分享一些经验。
首先，进行信号完整性仿真和分析时，通常会使用电磁场仿真软件，如HyperLynx、ADS和Siemens Polarion等。
这些软件提供了强大的仿真工具，可以模拟高速信号在PCB板层间、连线延迟、反射噪声和交叉耦合等方面的特性。
在进行PCB布线之前，可以使用S参数仿真来预测信号传输损耗和延迟。
S参数仿真可以帮助确定适当的信号线宽和间距，以确保信号在传输过程中不会过多地损耗信号强度。
另外，还可以使用时间域仿真来观察信号的时钟偏移、波形畸变和振荡等问题。
在信号完整性分析中，功率完整性也是一个重要的考虑因素。
为了确保功率供应的稳定性，可以使用直流仿真来模拟电流分布和功率供应网络的负载情况。
同时，也需要考虑布线的阻抗匹配和电源降噪等因素，以确保信号传输过程中的稳定性和可靠性。
噪声抑制是信号完整性另一个重要的方面。
在高速PCB设计中，尤其是在高频电路中，信号可能会受到电磁干扰、串扰和反射等干扰。
为了抑制这些噪声，可以使用串扰仿真来分析信号互相之间的干扰程度，并采取相应的补救措施，如增加地线和电源平面或添加层间抑制器等。
此外，还可以通过仿真来评估不同布线方案的性能。
通过对比仿真结果，可以选择性能最佳的布线方案，以实现更好的信号完整性。
除了进行仿真分析，还应根据实际情况对设计进行优化，如合理布局和分隔模块、减少信号线长度、使用合适的信号线层间堆叠等。
总结起来，信号完整性的仿真与分析在高速PCB设计中起着至关重要的作用。
通过运用合适的仿真工具和技术，可以提前检测和解决信号完整性问题，提高PCB设计的可靠性和性能。
同时，也需要结合实际经验和优化措施，确保设计的有效性和可行性。
PCB基础知识单选题100道及答案解析
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
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。
PCB设计常用规则
PCB设计常用规则1.布局规则：-尽量把信号线距离外部干扰源保持一定的距离，例如电源线或传感器线。
-确保电源和地线的位置合理，避免产生不必要的电源噪声。
-按模拟和数字信号分类，使其互相之间的交叉干扰最小化。
-有时会需要将辐射敏感部件放在较远的位置，以降低敏感部件的辐射噪声和互相干扰。
-尽量减少思路级距离，以避免布线时的冲突。
正确的放置元件和电源是设计的基础。
2.电源规则：-为模拟和数字设计分别提供独立且稳定的电源线路。
-尽量避免共地，尤其是大电流回流路径和精密模拟电路的共地。
-采用足够大的电流轨迹和电源引脚，以确保电流正常通行。
-确保地线有足够的导电面积，以减小接地的电阻。
3.信号完整性规则：-严格控制信号和层间距离，以减少信号之间的串扰。
-控制信号线的长度，在高速传输中，尽量保持信号长度的匹配性，以降低信号传输的延迟差异。
-使用正确的终端和阻抗匹配技术来降低信号波形失真。
-对于时钟线，尽可能地短并采用分布式布局，以减少时钟偏移和抖动。
4.焊盘和引脚规则：-控制软硬连板的距离，以确保焊盘的可靠性和质量。
-使用足够大的焊盘或足够的焊盘面积，以确保良好的焊接性能。
-确保SMT元件的引脚尺寸、间距和与焊盘的配对，以确保正确的组装。
5.热管理规则：-确保散热器或冷却体与芯片之间有足够的热接触面积。
-调整散热板上的负载分布，以确保散热板的温度均匀分布。
-处理高功率芯片的散热问题时，考虑加入热沉或风扇以提高散热效果。
除了上述规则外，还有其他一些更加具体的规则需要根据具体的设计需求进行调整。
例如，高频线路的规则会更严格，需要更小的封装和更短的线路，以减少信号衰减和串扰。
模拟和数字信号的传输速率不同，需要采取不同的规则来控制布线和层间距离。
各种规则的合理应用，可以提高PCB的可靠性、稳定性和性能。
多层PCB设计中信号传播的影响因素
多层PCB设计中信号传播的影响因素在现代电子设备中，多层印制电路板（PCB）被广泛应用于各种高频、高速、复杂的电子系统中。
在多层PCB设计中，信号传播是其中一个至关重要的方面。
本文将探讨多层PCB设计中信号传播的影响因素，并讨论如何最大程度地减少这些影响。
一、布线PCB的布线是信号传播中最基本的因素之一。
布线的质量直接影响信号的传输质量。
以下是几个布线方面需要考虑的因素：1. 选取适当的层间距离：层间间距会影响信号的传播速度、串扰和噪声。
较短的层间距离可以提高信号的传播速度，减少串扰和噪声。
在设计中，应根据具体要求选择适当的层间距离。
2. 规划地平面层：地平面层在多层PCB设计中起到重要的作用。
合理规划地平面层可以有效屏蔽信号，并提供返回路径，从而减少信号的辐射和串扰。
3. 控制电源和信号线的干扰：在布线中，电源线和信号线之间的干扰是一个常见的问题。
通过合理规划布线，将电源线和信号线保持足够的距离，可以有效减少干扰。
二、层间耦合层间耦合是多层PCB设计中信号传播的主要限制因素之一。
层间耦合会导致信号串扰，影响系统性能。
1. 地平面的分布：在多层PCB设计中，地平面的分布对于减少层间耦合非常重要。
合理分布地平面可以有效地隔离不同信号层间的干扰，提高信号的传播稳定性。
2. 信号线和地线的分布：信号线和地线之间的距离也是减少层间耦合的重要因素。
通过控制信号线和地线的间距，可以减小层间耦合，提高信号传输的可靠性。
三、串扰与噪声在多层PCB设计中，串扰和噪声是信号传播中常见问题。
以下是几个减小串扰和噪声的关键因素：1. 走线和布局规划：合理的走线和布局规划可以最小化信号之间的串扰。
例如，将高频信号和低频信号分离布局，可以有效减少串扰。
2. 使用屏蔽技术：在高频和高速信号线上使用屏蔽技术可以有效地减少信号的噪声。
屏蔽技术可以防止外部电磁干扰的影响，提高信号的质量。
3. 控制信号线长度：信号线的长度也会对信号的串扰和噪声产生影响。
PCB常用抗干扰措施
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。
电源完整性和地弹噪声的高速PCB仿真
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）。
PCB布局设计技巧及注意事项
PCB布局设计技巧及注意事项PCB（Printed Circuit Board）是电子设备中最常见的组装方式之一，它承载着电子元器件，连接着电路。
一个优秀的PCB布局设计可以提高电路性能，减少电磁干扰，并且更加美观。
以下是关于PCB布局设计技巧及注意事项的详细介绍。
技巧一：分区规划一个好的PCB布局设计首先需要一个合理的分区规划。
不同功能的电路部分应该组织在互相独立的区域内，以避免干扰。
例如，高速数字信号和模拟信号应该分开布局；功率电源和低电平电路应该分开布局。
这种分区能够有效地减少信号之间的串扰和干扰。
技巧二：信号与地分离为了避免干扰以及噪声问题，信号线和其对应的地线应该尽量分离布局，并保持平行。
这有助于减少回流和串扰。
同时，为了保持地面的均匀性和连续性，应该确保每个地线都有足够的宽度。
技巧三：电源线与信号线分离电源线和信号线应该分离布局，以避免电源噪声对信号线的影响。
尽量使用地平面或电源平面来屏蔽电源干扰。
对于高速数字电路，应该尽量将电源线和地线布局在同一层上，以减少回流问题。
技巧四：正确放置电容在PCB布局设计中，电容的位置非常重要。
电容应放置在靠近其所服务的器件附近，以最大限度地减少电路之间的电感和串扰。
此外，为了提高电容的效果，应保持电容两端的线长尽量短，同时使用大而近似的线宽。
技巧五：避免电路斜交避免信号线和电源线在垂直方向上斜交，这样可以减少电感和串扰。
尽量让信号线和电源线平行走线，并按照同一方向进行布局。
技巧六：良好的散热设计在PCB布局设计中，对于功率器件和高功率电路，需要做好散热设计。
应合理安排散热器的位置，并确保其能够充分散热。
此外，应将高功率部分与其他敏感电路部分分开，以避免热量传导和干扰。
注意事项一：避免盲孔在PCB布局设计中，应尽量避免使用盲孔，因为盲孔会增加制造成本和制作难度。
如果无法避免使用盲孔的情况，应提前与PCB制造商沟通，并调整布局设计。
注意事项二：考虑PCB层数在进行PCB布局设计时，应考虑当前电路的层数。
高速PCB设计指南
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。
高速PCB中旁路电容的分析
高速PCB中旁路电容的分析关键字：旁路电容插入损耗高频响应环流问题1 引言随着系统体积的减小，工作频率的提高，系统的功能复杂化，这样就需要多个不同的嵌入式功能模块同时工作。
只有各个模块具有良好的EMC和较低的EMI，才能保证整个系统功能的实现。
这就要求系统自身不仅需要具有良好的屏蔽外界干扰的性能，同时还要求在和其他的系统同时工作时，不能对外界产生严重的EMI。
另外，开关电源在高速数字系统设计中的应用越来越广泛，一个系统中往往需要用到多种电源。
不仅电源系统容易受到干扰，而且电源供应时产生的噪声会给整个系统带来严重的EMC问题。
因此，在高速PCB设计中，如何更好的滤除电源噪声是保证良好电源完整性的关键。
本文分析了电容的滤波特性，电容的寄生电感电容的滤波性能带来的影响，以及PCB中的电流环现象，继而针对如何选择旁路电容做出了一些总结。
本文还着重分析了电源噪声和地弹噪声的产生机理并在其基础上对旁路电容在PCB中的各种摆放方式做出了分析和比较。
2 电容的插入损耗特性、频率响应特性与电容的滤波特性2.1 理想电容的插入损耗特性EMI电源滤波器对干扰噪声的抑制能力通常用插入损耗（Insertion Loss）特性来衡量。
插入损耗的定义为：没有滤波器接入时，从噪声源传输到负载的噪声功率P1和接入滤波器后，噪声源传输到负载的噪声功率P2之比，用dB（分贝）表示。
图1是理想电容的插入损耗特性，可以看出，1μF电容对应的插入损耗曲线斜率接近20dB/10倍频。
观察其中某一条插入损耗特性，当频率增加时，电容的插入损耗值是增加的，也就是说P1/P2值是增加的，这意味着系统通过电容滤波以后，能够传输到负载的噪声减少，电容滤除高频噪声的能力增强。
从理想电容的公式分析，当电容一定时，信号频率越高，回路阻抗越低，也即电容易于滤除高频的成分。
从两个方面得出的结论是相同的。
再观察不同电容所对应的曲线，在频率很低的情况下，各种电容所对应的插入损耗值是近似相同的，但是随着频率的增加，小电容的插入损耗值增加的幅度较大电容要慢一些，P1/P2值增加得也就较慢，也就是说大电容更容易滤除低频噪声。
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高速电路的电源地平面
高速电路的电源地平面构成了一个谐振 腔，在其谐振频率上将表现出很高的阻 抗。
如果信号工作频率或者其高次谐波正好 在这个谐振频率上，那么整个系统就是 一个巨大的干扰辐射源
平面谐振腔的谐振频率
平面谐振腔的谐振频率有一个计算公式
其中a为正方形金属平面的边长
电容器提高系统谐振频率
在电源地平面间添加电容能够有效提高 平面系统的谐振频率点，而且电容数量 越多，系统谐振频率越高，电容器的 ESL越 小 ， 系 统 谐 振 频 率 也 越 高 ， 电 容 值 的 大 小 以 及 电 容 器 的 ESR对 系 统 谐 振 频率的影响不大
电容的数量对电源谐振平面的影响
高速信号的回流路径
高速信号的回流将选择阻抗最小的回流 路径，主要是电感最小的路径。对于有 完整的电源参考平面的信号来说，阻抗 最小的路径就是沿其信号线在参考平面 层的投影回路。如果在回路中有分割的 情况，那么必然会引起较大的电流环路 面积，导致较大的干扰
开槽导致更大的回流路径
高速电路PCB电源地噪声设计
通 过 ESL的 研 究 让 我 们 对 电 容 的 不 同 布 线方案有了理论指导，我们应选择最能 减 小 ESL的 布 线 方 案
电容焊盘到过孔的联线尽量粗、短
电容器的ESR
电容器的等效串联 电阻是由电容器的 引脚电阻与电容器两个极板的等效电阻 相串联构成的。当有大的交流电流 通 过 电 容 器 ， ESR 使 电 容 器 消 耗 能 量 (从 而 产 生 损 耗 )。 这 对 射 频 电 路 和 载 有 高 波 纹电流的电源去耦电容器会造成严重后 果。 ESR 最 低 的 电 容 器 是 云 母 电 容 器 和 薄 膜 电容器
高速电路PCB的 电源地噪声设计
电源、地平面的作用
为电路板上各部分电路提 供低噪声的电源 提供电位的参考点 为所有产生或接收信号提 供低阻抗回路 降低串扰
什么是电源地噪声？
为什么会产生电源地噪声？
根本原因：电源阻抗不为0
而 PCB板 上 合 理 的 电 源 系 统 设 计 可 以 有 效地降低系统噪声
不同电容器的ESR
合理选择ESR参数
电源分配系统应该在单板的频率范围内 保 持 低 阻 抗 ， 在 1M到 几 百 M的 范 围 内 使 用 电 容 器 常 常 是 很 好 的 解 决 方 法 。 ESR 决定了电容器的最小阻抗，所以它是一 个 很 重 要 的 参 数 。 过 高 估 计 ESR会 使 用 更多的电容器导致多余的开销，过低估 计 ESR又 会 导 致 不 恰 当 的 电 源 系 统 阻 抗
大电容的内部构造
大电容的内部构造
PCB中电源地平面带来的电感的影响
平面层中电流在过孔处非常集中，集中 的电流形成磁场带来电感效应，而且在 平面的边缘及拐角处感应系数更大，因 为 在 PCB的 中 间 电 流 是 以 四 个 方 向 流 向 过孔，而在板边缘及拐角处只能从两个 方向。电源地平面间的距离不同也会导 致不同的感应系数
平面谐振腔的谐振频率点
我们常用的单 板其第一个谐 振频率点约在 200M—400M， 一个6cmX6cm 的单板其第一 个谐振频率点 约在800M左右
什么情况下产生电源噪声？
纹波与开关电源高频干扰噪声 数字电路高速总线瞬态变换噪声 过冲、振铃及串扰 器件辐射发射噪声 电源地反弹 大功率模拟电路如功放、大电流继电器
电源分配网络作为信号回路
电源系统的一个作用是为所有产生或接 收信号提供低阻抗回路，考虑这方面的 设计可以消除很多高速噪声的问题
信号回路的特性
信号开关时能量的产生是高速电路中产 生噪声的根源。任一信号的开关，都产 生一个交流电流，而电流需要一个回路
信号回流路径
这里VCC与GND对 交流来说是等效
电容器的频率响应曲线
电容器的谐振频率
实 际 的 电 容 器 可 以 看 作 一 个 LC串 联 谐 振
电路，其谐振频率为
，实际电
容器在谐振频率以下呈容性，在谐振频
率以上呈感性，从频率响应图上可见电
容更像一个带通滤波器，而不是一个低
通滤波器
电容器的ESL与ESR
电 容 器 的 ESL和 ESR是 由 电 容 的 结 构 和 所 用介质决定的，而不是电容量，对于高 频抑制能力并不会因更换更大容量的同 类型电容而增强。更大容量的同类型电 容通常比小容量的电容具有更低的阻 抗 ， 但 高 于 谐 振 频 率 时 ， ESL决 定 了 两 者的阻抗不会有什么区别。要取得更高 频 的 抑 制 能 力 ， 只 能 更 换 具 有 更 小 ESL 的电容
不同大小的同类电容频率响应曲线
高频时更大的电容并没有更低的阻抗
电容器的ESL
电容器的等效串联电感是由电容器的 引脚电感与电容器两个极板的等效电 感串联构成的。
ESL 在 射 频 或 高 频 工 作 环 境 下 也 会 出 现严重问题，虽然精密电路本身在直 流或低频条件下正常工作。
产生ESL的因素
板边缘滤波
我们目前的设计都会给器件去耦，也会 对电源输出进行滤波，但常常忽略了在 单板边缘加适当的电容进行去耦及滤 波，实际上由于全反射，单板的边缘往 往具有比板中间更大的噪声
案例—板边具有更大的噪声
某单板经常无故被复位，经检查复位线 为了避开其他信号的干扰，特地走在了 板边而且在边角上打了一个过孔，又经 过分析在此过孔位置处电源纹波较大， 进而通过这个过孔影响了复位信号，解 决方案就是将过孔移到板里面去或在过 孔的位置加去耦电容！
平面层引起的电感
３种电感比较
降低ESL设计
焊盘连线电感、平面层分布电感以及电 容 器 自 身 电 感 的 贡 献 比 较 见 图 13， 其 中 焊盘连线电感是起主要作用的。在设计 中考虑好焊盘连线方式及减小平面层间 距 可 以 将 电 容 器 的 ESL降 低 一 半 以 上 。
降低ESL设计
电 源 地 平 面 层 能 够 较 好 的 消 除 数 百 M到 几 个 G的 高 频 噪 声 ， 但 对 于 较 低 频 段 的 噪声就无能为力了，这时往往需要添加 电容来得到较好的电源质量
系统阻抗
开关电源系统、滤波电容、高频电容及 电源地平面对降低系统阻抗的贡献
实际的电容
理想电容器与实际电容器模型
板边加电容
记着在板子边缘加一些电容，可能会有 意想不到的好处
低噪声电源地的设计
第二部分 接地过孔分析与使用
接地过孔的作用
接地过孔同样有助于提高系统谐振频率
接地孔截面图
接地孔顶视图
加接地过孔的三种情况
接地过孔对平面谐振频率的影响
更多的接地孔有更高的谐振点
2× 2、 4× 4、 10× 10三 种 情 况 的 最 低 谐 振 频 率 点 分 别 为 ： 110MHz、 335MHz、 1.075GHz。 当 我 们 把 接 地 过 孔 的 数 量 增 加 到 28 × 28甚 至 以 上 时 ， 系 统 谐 振 频 率 点 已 超 过 了 3G
布线方式影响电感大小
电容器自身构造引起的电感
电容器自身对高频电流也构成一个回 路，从而引起电感。我们知道典型的电 容器是用交替相连的多层金属薄膜和介 质制成的，越大的电容越厚，流过的电 流就有越大的电流环路，就有越大的电 感。电容器的电感基本上是由电容器的 大 小 与 制 作 决 定 了 。 一 个 40mil（ 0805封 装 ） 厚 的 电 容 其 本 身 的 电 感 大 约 为 4nH
0.1% 稳定性好、价格低、温度范围宽
限制供应、只提供小电容值
外形尺寸大、DA限制到8位应 用、电感高
电容器布局
高速电路设计理论告诉我们，去藕电容 要放在芯片的电源地管脚附近，那么到 底要放得多近呢？要使电容器充份发挥 其效能，电容器的位置是首先要关注的
电容器的位置
一 个 大 约 的 估 算 公 式 是 L/12， 以 时 钟 驱 动 器 为 例 ， 其 上 升 沿 时 间 为 1ns， 此 段 时 间 內 信 号 行 进 距 离 为 5.5inch。 要 能 及 时 供 应 电 源 ， 电 容 必 须 放 在 L/12亦 即 0.45inch， 或 1.15cm內 才 能 完 全 发 挥 作 用。超过这个距离，则效用将会按距离 的 3次 方 减 弱 。 例 如 ， 距 离 成 为 两 倍 2.3cm时 ， 电 容 的 作 用 将 只 剩 1/8
的，都可以作为信
号回路
回流产生电流环
信号线与信号回路构成了一个电流环 路，这个电流环路可以看作一个线圈， 具有一定的电感量。这可能恶化信号的 振铃、串扰、辐射。环路的电感量和它 所引起的问题，会随着环路包围的面积 的增大而增大。所以，最小环路面积将 最小化由于电流环路而引起的振铃、串 扰、辐射等问题。
在 一 个 10cm× 10cm四 层 平 面 板 模 型 上 做 仿 真 分 析 ， 比 较 加 5个 0.1u与 9个 0.1u 电容的情况
电容的寄生电感参数对电源谐振平面 的影响
常用电容器类别
我们常用的电容器主要有电解电容器 （包括铝电解及钽电解电容器）、陶瓷 电容器、薄膜电容器等
类型
典型介 优点
开关电源噪声指标
AVH75半 砖 系 列 电 源 模 块 典 型 指 标
电源噪声干扰信号
开关电源与线性电源
开关电源由于其工作特性使其具有较高 的效率，同时纹波较大也带来高频干 扰，所以在要求比较高的场合使用开关 电 源 会 给 输 出 加 LC滤 波 。 线性电源纹波小，干扰小，但它本身也 会消耗相当的功率，特别是输入输出压 差比较大时，一般线性电源只需要电容 滤波就可以了
电容布局
对于钽电容的布局我们需要特别关注一 些，因为钽电容抗浪涌能力比较差，不 要直接放在开关电源模块的输出端，举 下面一个例子