数字电路PCB设计技巧（中）

5．布线

●阻抗控制:高速信号线会呈现传输线的特性,需要进行阻抗控制，以避免信号的反射、过冲和振铃，降低EMI辐射。

●将信号进行分类，按照不同信号（模拟信号、时钟信号、I/O信号、总线、电源等）的EMI辐射强度及敏感程度，使干扰源与敏感系统尽可能分离，减小耦合。

●严格控制时钟信号(特别是高速时钟信号)的走线长度、过孔数、跨分割区、端接、布线层、回流路径等。

●信号环路，即信号流出至信号流入形成的回路，是PCB设计中EMI控制的关键，在布线时必须加以控制。要了解每一关键信号的流向，对于关键信号要靠近回流路径布线,确保其环路面积最小。

对低频信号,要使电流流经电阻最小的路径；对高频信号,要使高频电流流经电感最小的路径,而非电阻最小的路径(见图1)。对于差模辐射,EMI辐射强度(E)正比于电流、电流环路的面积以及频率的平方。(其中I是电流、A是环路面积、f是频率、r是到环路中心的距离,k为常数。)

因此当最小电感回流路径恰好在信号导线下面时,可以减小电流环路面积,从而减少EMI辐射能量。

●关键信号不得跨越分割区域。

●高速差分信号走线尽可能采用紧耦合方式。

●确保带状线、微带线及其参考平面符合要求。

●去耦电容的引出线应短而宽。

●所有信号走线应尽量远离板边缘。

●对于多点连接网络，选择合适的拓扑结构，以减小信 号反射，降低EMI辐射。

6．电源平面的分割处理

●电源层的分割

在一个主电源平面上有一个或多个子电源时,要保证各电源区域的连贯性及足够的铜箔宽度。分割线不必太宽,一般为20～50mil线宽即可,以减少缝隙辐射。

●地线层的分割

地平面层应保持完整性,避免分割。若必须分割，要区分数字地、模拟地和噪声地,并在出口处通过一个公共接地点与外部地相连。

为了减小电源的边缘辐射,电源/地平面应遵循20H设计原则，即地平面尺寸比电源平面尺寸大20H（见图2），这样边缘场辐射强度可下降70% 。