文档介绍：接地设计规范与指南
PCB 的接地设计
眭诗菊 范大祥 编制
Date
1
PCB的接地设计要求
PCB的接地设计，首先应根据设备系统总的接地设计方案，如：单板上的保护地、屏蔽地、工作地（包括数字地和模回流。
信号频率较高时
的回流分布
Date
13
多层板的接地设计（续）
信号回路的构成
频率较高时，不论信号紧靠的是电源平面还是地网络平面，信号的返回电流总是沿紧靠的参考平面回流。
Date
14
多层板的接地设计（续）
由回路的构成可以得出：
1）回路的构成上，电源平面与地网络平面同样重要；
2）滤波电容不仅起平滑电源、为电源去耦的作用。它还在信号回路中起桥梁作用；
3）应该纠正所有信号只能从地回流、电源平面不重要的片面观点。
VCC
GND
GND
无损耗传输线等效电路
Date
15
多层板的接地设计（续）
参考平面被分割的影响
等效
设计人员常犯的错误是，认为时钟信号很重要，所以要把它走在地网络平面上，如左图。如此会带来以下问题：
（1）若该地网络平面相邻的不是另一地平面，时钟信号线离地平面较远，中间还有信号层，造成时钟信号线本身的阻抗难以控制，造成信号完整性问题；
（2）由于时钟信号线走在地网络平面上会造成平面被分割，使分割带之上的信号回路必须绕分割带，回路面积增大。当分割带之上的信号线较多时，累积的大信号回路产生的EMI将不可忽视。
Date
16
多层板的接地设计（续）
参考平面上隔离盘尺寸过大的影响
走线时，将信号过孔密集地整齐排列会在参考平面上产生开槽的效果
信号层
电源地平面
Date
17
多层板的接地设计（续）
参考平面的设计
在实际的设计中，完全禁止平面分割是不现实和不经济的。例如：
⑴ 芯片的低功耗化和单板功能的复杂化，有时一个PCB板上会有三种以上的工作电源，安排每种电源一层是不合适的，可把几种不同的电源安排在同一层面上，这样，一个层面就被不同的电源网络所分割。
⑵ 为了避免不同的电路之间的干扰，不同的电路设置不同的地平面，这样，一个层面就被不同的地平面所分割。对于数模混合电路，根据单板电路的具体情况，可采用以下三种方式： 分割； 分割 + 桥接； 分区但不分割。
分割 -- 适用于数字电路与模拟电路之间没有信号联系
布局时将数字电路和模拟电路分开，器件排列尽量紧凑，布线时避免数字电路的信号跨越模拟电路区域，避免模拟电路的信号跨越数字电路区域。两个区域隔离足够的距离。数字地与模拟地分割，然后在插座处单点连接，见左图。这样能最大限度地抑制数字电路对模拟电路的干扰。
Date
18
多层板的接地设计（续）
分割 + 桥接 -- 适用于数字电路与模拟电路之间联系的信号线较少且集中
分区但不分割 -- 适用于数字电路与模拟电路之间联系的信号线较多且难以集中在一块
将数字电路和模拟电路分区布局，布线时避免数字电路内部的信号跨越模拟电路区域，避免模拟电路内部的信号跨越数字电路区域。地层并不分割，是一完整的层面，保证两个电路之间联系的信号有最小的信号回路。
Date
19
多层板的接地设计（续）
信号回路的桥接
当较重要的信号不得不跨越参考平面时，可以采用以下的桥接方法：
（1） 跨线桥接 （2） 电容桥接
跨线桥接适用于信号跨越后，又能回到原来的参考平面上。线桥走在信号层，并且走线尽量地宽。
当信号跨越分割后回不到原参考平面上时，可以在信号跨越处增加一个（或多个） uF的电容为信号提供回路。这种用途的电容常被形象地称为Stiching Capacitor。桥接电容应尽量靠近（小于200mil，小于80 mil时效果更佳）要保护的信号线，每个电容所保护的信号线不超过5根。如图，电容的两端分别接平面各自对应的网络。
Date
20
多层板的接地设计（续）
参考平面的处理
（1） 电源平面紧靠地平面 （仅限于高频电路）
当电路的工作频率很高（如：大于100MHz）时，电源平面应该紧靠地平面，这样可以最大化电源平面与地平面的电容耦合，降低电源的噪声。
（2）多个地平面用过孔相连
当PCB中有多个地平面层时，应该在板上用较多分散的过孔将地平面连接在一起，特别在信号集中换层的地方，以便为换层的信号提供较短回路和降低辐射。如图在平面的周用过孔将地平面连接在一起，可以有效的降低PCB对外的辐射。
Date
21
多层板的接地设计（续）
参考平面的处理（续）
（3） 条件允许时，采用20H原则
（4）加地平面