電路板的分層排列與系統的頻率和系統的龐大佈線有很大的關係。 由於巨大的電磁干擾和佈線,使用了10層佈線。 下麵將詳細描述兩到八層佈線中的電磁干擾規則。
6.1雙層板的分層排列
1)兩層電路板主要用於工作頻率低於10KHZ的低速電路或類比電路,其中堆疊水准相對較小,成本較低。
2)兩層板的電源跡線以徑向模式連接在同一層上,從電源到每個組件,减少了所有跡線的長度。
3)由於功率雜訊將朝低阻抗方向傳播,兩層板(分佈在頂部和底部)中的功率和GND呈網格狀分佈。 從電源源尋找低阻抗的方向,然後返回到雜訊。 源形成一個迴圈。 電網式配電即使所有電源和GND並聯連接,也可以將高頻開關產生的雜訊回路降至最低,囙此不會影響其他電路和控制訊號。
4)兩層板的另一種佈線方法是使用一層電源和訊號,另一層接地,可以在佈線不密集時使用。
2四層板的分層排列
通常採用分層排列:頂部和底部為訊號層,第2層為GND,第3層為電源。 2樓和3樓的分佈取決於具體情況。 哪一層佈線較多,相鄰層作為底層。
中低速線路(75M以下)使用四層板,因為功率層上會有大量雜訊。 囙此,它不如GND層作為基準面。
如果四層板的頂層帶有超過66MHZ的高速訊號,高頻輻射將輻射到周圍,必須將GND放置在組織或頂層以消除輻射。
如果外殼是金屬外殼,則高速訊號線和時鐘線應放置在靠近外殼平面的一層上。 最好圍繞時鐘線佈置地線,寬度為時鐘的1到2倍。 它和時鐘線一樣寬。 如果線路太長,應在約1000密耳的距離上打一個接地孔,以增强長接地線與地面之間的連接,並確保良好的遮罩效果。
影像理論:
如果有電流的導體平行並靠近金屬平面,則會在金屬平面上感應到與導體電流大小相同且方向相反的鏡像電流,以抵消導體電流引起的輻射場。 如果它垂直於相鄰金屬平面,則鏡像電流的大小相等,方向相同。 囙此,如果訊號頻率非常高,請遵循影像理論。 最好在同一層上完成佈線。
3六層板的分層排列
方法1:訊號層1是最安全的佈線方法
第1層:訊號層1。
第二層:底層皮層。
第3層:訊號層2。
第4層:訊號層3。
第5層:電源層。
第6層:訊號層4。
訊號層2、3和4的雜訊容限很低,因為功率計畫磁場量將通過訊號層2、3移動到GND平面。 電源和接地平面不相鄰,導致阻抗新增。 訊號層3和4磁通抵消較差,訊號層2和3擔心串擾。
由於雜訊會自動選擇阻抗最低的環路,囙此高頻和强輻射的訊號線和時鐘線應盡可能靠近GND層。
因為功率層有不同的劃分,如3V、5V、12V,所以功率層是一個斷裂的金屬平面,這就是為什麼它不如GND作為參攷平面。 囙此,CLK、訊號和晶體的佈線應靠近GND層,即第一層。
由於功率雜訊將串到GND層,然後流回功率層,囙此雜訊將在兩層之間來回振盪。 諧振是由功率和GND引起的,通常在30-230MHZ之間,應處理功率和GND。 消除此頻率頻寬。 該方法主要是消除雜訊源,改善訊號波形; 在高頻訊號附近添加一個電容器(連接在電源和接地之間),以過濾電容器中的雜訊。
管道二:
第1層:訊號層1。
第2層:訊號層2。
第3層:底層皮層。
第4層:電源層。
第5層:訊號層3。
第6層:訊號層4。
訊號層2與GND層相鄰,由於影像定理,具有良好的磁通抵消。
功率層和GND層相鄰,以降低功率層的阻抗。
訊號層1、3和4具有較差的通量插入,並且存在串擾問題。
如果電源平面有一個很好的參攷平面,則應選擇方法1,因為電源GND是一個很好的參攷平面,並且有許多層高速線。 如果電源層損壞,則應選擇方法2。 同時,第二種方法可以通過在訊號層1和4層上使用布接地銅片來補救。
方法3:(最佳疊加法)
第1層:訊號層1。
第二層:底層皮層。
第3層:訊號層2。
第4層:電源層。
第5層:訊號層3。
第6層:訊號層4。
訊號層1和2與GND層相鄰,具有良好的磁通抵消。
為了避免訊號層功率雜訊的影響,應新增功率層和訊號層2之間的介質距離,以减少層間干擾。
小結:對於高速訊號,最好只穿過頂層和底層的孔,最好只穿過在中間的一層。 現有層分佈如下:
第1層:訊號層1。
第二層:底層皮層。
第3層:電源層。
第4層:訊號層2。
第五層:底層皮層。
第6層:訊號層3。
注:訊號層和功率層應比GND層小20H以上(H為功率GND層間距),這樣可以减少70%的板邊緣輻射。 對於我們現時的產品,我建議訊號層和功率層應該比GND層小3毫米以上。
4八層板的最佳佈置
第1層:訊號層1。
第二層:底層皮層。
第3層:訊號層2。
第四層:底層皮層。
第5層:電源層。
第6層:訊號層3。
第七層:底層皮層。
第8層:訊號層4。
有兩種方式:G2P7和G3P6。
缺點:功率阻抗新增,可以部署更多高速訊號層,這將導致相鄰訊號層之間的串擾。
5在佈線之前確定PCB層的數量
佈線層的數量需要在設計的早期確定。 如果設計需要使用高密度球栅陣列(BGA)組件,則必須考慮這些設備佈線所需的最小佈線層數。 佈線層數和堆疊方法將直接影響印刷線路的佈線和阻抗。 電路板的大小有助於確定堆疊方法和列印線的寬度,以達到預期的設計效果。
多年來,人們一直認為電路板的層數越低,成本越低,但還有許多其他因素影響電路板的製造成本。 近年來,多層板之間的成本差异已大大减少。 最好在設計開始時使用更多電路層並均勻分佈銅,以避免在設計結束前發現少量訊號不符合定義的規則和空間要求,從而強制添加新層。 在設計之前仔細規劃將减少佈線中的許多麻煩。