PCB新聞 - 高速PCB設計中的功能模組劃分

大多數PCB包含一些功能子系統或區域, 每個功能子系統由一組設備及其支持電路組成. 例如, 典型的主機板可以分為以下幾個方面：處理器, 時鐘邏輯, 記憶力, 匯流排控制器, 匯流排介面, PCT匯流排, 周邊設備介面, 視頻/音訊處理模塊, 等. 一方面, PCB上的所有組件需要彼此靠近放置, 可以縮短軌跡長度, 减少串擾, 反射, 和電磁輻射, 確保信號完整性； 另一方面, 不同邏輯器件產生的射頻能量頻譜不同, 尤其是在高速系統中. 訊號頻率越高, 與數位信號跳頻相關的操作產生的射頻能量的頻帶越寬. 有必要防止不同工作頻帶的設備之間的相互干擾, 特別是高頻寬設備對其他設備的干擾.

解决上述問題的方法是使用功能劃分, 那就是, 以物理管道劃分具有不同功能的子系統 PCB板. 根據不同的產品, 採用不同的劃分方法. 通常, 多塊PCB, 組件隔離, 可以使用佈局FE分離方法. 適當的分割可以優化訊號質量, 簡化接線, 减少干擾. 工程師必須澄清組件屬於哪個功能區域, 該資訊可從部件供應商處獲得.

功能分割可以被認為是將一個功能區與另一個功能區分開，以隔離具有不同功能的電路, 如圖1中的示例所示. 在裡面 PCB設計, 要實現的目標是將與特定子區域相關的電磁場限制在需要這部分能量的區域. 例如, 設計者希望處理器區域的電磁能量不能轉移到I/O電路. 處理器和I之間存在電位差/O. 只要有電位差, 這兩個區域之間將發生共模能量轉移, 囙此，它們之間的劃分必須很好地解耦.

功能劃分需要注意兩個方面：處理傳導和輻射射頻能量。 傳導射頻能量將通過訊號線在功能分區和配電系統之間傳輸，輻射的HZ能量將通過自由空間耦合。 合理的PCB功能分割是為了尋求合理的解決方案，將有用的訊號傳輸到需要的地方，同時將不需要的訊號關閉。

實現上述功能的PCB分割包括兩個方面：隔離和互連。

隔離可以通過使用“護城河”形成所有層上沒有銅的空白區域來實現。 “護城河”的最小寬度為50密耳。 “溝槽”就像一條護城河，根據其不同的功能將整個PCB劃分為各個“島”。 其中一個功能區域（對於PCB上未連接的訊號線和路徑，它就像一個“排除”區域）。 顯然，“溝槽”將分割鏡像層，為每個區域形成獨立的電源和接地，這可以防止射頻能量通過配電系統從一個區域進入另一個區域。

然而，分割的目的是更好地安排佈局和佈線，實現更好的互連。 這不是一種完全的“孤立”。 有必要為需要連接到各個子功能區的線路提供通道。 這裡有兩種方法：一種是使用獨立變壓器、光隔離器或共模數據線穿過“溝渠”，如圖2（a）所示； 另一種是在“溝渠”上建造“橋樑”，只有具有“橋樑通道”的訊號才能進入（訊號電流）和退出（回流），如圖2（b）所示。

圖2隔離和橋接

不可能設計優化的分割佈局。 另一種方法是對產生不希望的V能量的部分進行金屬遮罩，以控制輻射並增强PCB的抗干擾能力。