印制板地线和电源线的布设

印制板上的地线和电源线是为电路正常工作提供电源动力的配置导线(层)也是影响印制板电磁兼容性的重要导线.电源线(层)是印制板上各电路单元的配电系统，并能与地线组合形成大的体电容，消除或降低PCB 上电路工作产生的噪声.

PCB上的地线和地线层主要有4个作用.一是作为电路电位的基准，对多个电路提供一个ov的参考电压;二是为高频信号回流提供低阻抗的路径;三是巧妙地利用地线和地层，为电磁敏感电路和容易产生电磁干扰的电路进行屏蔽，四是对PCB上导电面积分布的均匀性进行平衡.
设计时必须根据电路的需要和对电磁干扰抑制设计的要求，认真分析进行设计.通常要考虑以下原则.

(1)模拟电路和数字电路同在一块板上时，应将两种电路的地线系统和电源系统的导线分开布设，不同频率的信号线中间应布设接地线隔开，避免发生串扰;对模拟小信号电路需要隔离的电源和地，应将其与其他的地线、电源用去掉部分铜箔的绝缘沟槽隔离(见图8-15).

(2)双而板上的公共电源和接地的干线，尽量布设在靠近板的边缘，并且分布在板的两面，如果在同一面其电源和地线的干线也应该相互靠近，图形配置要使电源线和地线之间呈低的波阻抗.

(3) 单、双面板上数字电路的地线.可设计成网格结构.使信号可以回流的平行地线数大幅度增加，有利于地线电感对任何信号都保持最小.但是这种地线结构不适合敏感的低频小信号模拟电路.

(4) 负载电路或功率驱动电路的公共基准地线称为功率地.因为所承载的电流较强工作时干扰比较大，布线时应与其他弱电信号地分开布设.以保证整个系统工作的可靠性.

(5)在多层板中应把电源面与接地平面分开在两层布设.最好是在相邻两层成镜像平面，能有利于消除电源和地平面产生的骚扰对电子电路所造成的影响.各信号层中的电源线和地线应相直接近布设.

(6) 多层板的电源层若靠近接地层，应位于接地平面之下.通过金属化孔与各层的电源线和接地线连接，在不需要与电或地相连的位置设计隔离环将其隔离.对低频电路，内层大面积的导线和电源线、地线应设计成网状，可提高多层板层间结合力;对高频和微波电路为了保证信号的连续性和阻抗的匹配不允许设计成网状.应保持整块的铜箔面积.可以降低信号返回的阻抗，有利于电磁兼容性.并且还应要求在印制板加工中.在高频信号线所对应的镜像面的铜箔上，不允许有超过0.05mm的针孔等缺陷.

(7) 多层板中两相邻的电源和地线层平面的边缘，会因为磁场效应产生射频电流，电路的频率越高越明显，这种现象被称为边缘效应.为了减少这种边缘效应.在设计电源层时应将其物理尺寸比相邻的接地平面的尺寸小20H(H为相邻地、电层之间绝缘层厚度) .这就是所谓的20H原则. 遵循20H原则，可以使辐射的强度降低70%左右，所以在设计PCB的电源和接地层时应将电源层布设在接地层下面并且使其尺寸小于地层边缘20H. 譬如电源层与地层距离是0.2mm则电源层的铜箔的尺寸小于接地层尺寸20H为0.2mmX20=4mm (见图8-16)。在多层板中电源层小于接地层尺寸.还有一个好处是可以完全避免PCB加工铣切板的外形时.由于加工的金属毛刺使靠近板边缘的地、电层短路.

(8) 同一块PCB上要求有多种电源或多种地线(或层)时，允许用去掉铜箔的绝缘沟槽进行分割.但是应注意避免引起高频信号线跨分割区的问题.为了解决这一问题最好是分层布设不同的电源和地线层，这样会使成本很高，对于电、地种类少而电路要求又十分严格的高可靠印制板，也不妨采用此种方法.一般还是采用将地、电分割的办法，分割用的沟槽(无铜区宽度)最小间隔一般为1.27mm(50mil) 。为了解决跨分割问题，可以先布设好关键的信号线(如时钟线等).再根据信号线的分布确定沟槽的位置;如果布钱需要跨分割区应使地线层上的沟槽有部分连通.形成一个像过河的"桥"，保持地线的连通性.两个区域的信号线通过"桥"上面走过，同样信号可以通过"桥"返回，大大降低信号线间的串扰，保持信号的完整性(见图8-17)。

(9) 在表面布线有大面积空余的位置时.可以布设铜网式的地线，这样既可以对电路屏蔽又可以平衡布线铜箔的面积(见图8-18). 避免因为铜与基材树脂的热膨胀系数不同而引起印制板的翘曲.

(10) 对于其他特殊的要求应接电路的需要考虑合理布线.

PCB资源网-线路板行业门户网站。提供PCB技术、PCB软件下载、PCB视频教程(Protel99se视频教程、powerpcb视频教程)、电路图等免费信息

本文地址：印制板地线和电源线的布设

（阅读次数：）