PCB設計中多層板的電源設計

電路板始終需要為其組件提供電源和接地連接。最初，這將在較舊的兩層板上進行寬跡處理，直到多層板變得更加普遍為止。從那時起，即使電網仍然走很寬的走線，通常也會在接地層上至少找到一層。
這是PCB設計中電源平面和接地平面的優點之一，它們為組件的電源和接地連接提供了便捷的通道。盡管設計得當，但在設計中使用平面還有許多其他好處。以下是一些較明顯的方法：
EMI保護：到達目的地后，印刷電路板上的信號需要返回。如果沒有直接的返回路徑，信號越快，可能產生的噪聲（電磁干擾）就越大。通過提供一個與這些高速信號相鄰的平面，您已經創建了信號減少噪聲所需的清晰返回路徑。此外，飛機還將幫助屏蔽和保護敏感信號免受傳入EMI的影響。
減少接地反彈和串擾：PCB設計中的平面也可以幫助控制接地反彈。在這種情況下，具有快速開關速度的設備可能看不到其信號電壓一直下降到其參考地電平。在電源和接地層分開的情況下，這些層之間的電容將幫助這些信號返回到其參考電平。在兩個信號層之間使用接地層還將有助于減少它們之間的寬邊耦合或串擾的可能性。
降低電源噪聲：為了保護敏感的數字電路，從產生的噪聲的電源，它是使用獨立的地平面的電路這兩個領域是一個好主意。這些平面可以在單個點連接，但是隔離將有助于防止敏感的信號返回路徑試圖穿過嘈雜的地面區域。
散熱器：通過提供從熱組件的熱著陸墊到平面的直接機械連接，該組件的一部分熱量可以通過平面重定向。
在電路板疊層中配置電源平面和接地平面時，需要考慮許多因素。在某些情況下，您的敏感信號將需要帶狀線平面配置，而電路的不同區域應具有隔離的電源和接地平面。然后，處理器和其他有源部件可能需要多個電壓。您如何處理所有這些需求？
對于具有較少層數的印刷電路板（例如4層板），可以通過走線來布線電源，以便僅將內部層保留用于接地層。在具有多個電壓要求的板上，可以使用分離平面來覆蓋所有不同的電源。層配置有許多不同的變化，這些變化會根據電路的需求而變化。以下是一些較常見的：
四層板通常將包含一個內部電源和接地層，盡管在某些情況下，該板將使用兩個內部接地層。在這種情況下，您會發現電源和信號走線都在外部層上布線。
傳統上，六層板將電源層和接地層埋在板層堆疊的中心，但這并不是信號完整性的很佳方案。相反，您應該考慮將內部信號層埋在堆棧的中心，或者將電源層和內部信號層置于中心，在第二層和第五層上放置兩個接地層。
八層板具有多層配置選項。使用八層的好處是，您可以根據需要配置多種方法來配置堆棧。不好的是，通過使用大量平面來改善信號完整性，您可以有效地刪除更多的路由層。您必須決定最適合您設計的折衷方案。
添加的層越多，板的成本就越高。但是，您通常需要更多的層才能獲得電路所需的信號完整性性能。這需要對什么最適合您的設計進行良好的成本分析。
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