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技術(shù)專(zhuān)題
接地平面在PCB設計中使用方式
PCB設計時(shí)如果不仔細注意接地層，則電路板可能無(wú)法達到預期的性能，并且可能會(huì )遭受各種形式的電氣噪聲和干擾。讓我們看一下什么是PCB接地平面，以及一些如何確保PCB設計時(shí)其充當電路板所需牢固基礎的技巧。
為什么PCB地平面很重要？
PCB電路板上的接地層通常是連接到電路接地的大面積金屬。該金屬區域有時(shí)僅是板的一小部分，或者在多層設計中，它可以是整個(gè)板層。根據設計需要，它甚至可能占據多層。
接地層在PCB電路板上具有三個(gè)重要目的：
1、電壓返回：PCB上的大多數每個(gè)組件都將連接到電源網(wǎng)絡(luò )，然后返回電壓將通過(guò)接地網(wǎng)絡(luò )返回。在只有一層或兩層的板上，接地網(wǎng)通常必須使用較寬的走線(xiàn)進(jìn)行布線(xiàn)。但是，通過(guò)將整個(gè)層專(zhuān)用于多層板的接地層，可以簡(jiǎn)化將每個(gè)組件連接到接地網(wǎng)的過(guò)程。
2、信號返回：常規信號也需要返回，對于高速設計，在地面上有清晰的返回路徑非常重要。如果沒(méi)有這種清晰的返回路徑，這些信號會(huì )對PCB的其余部分產(chǎn)生很大的干擾。
減少噪聲和干擾：隨著(zhù)信號速度的提高，數字電路的開(kāi)關(guān)狀態(tài)也會(huì )越來(lái)越多。這會(huì )通過(guò)接地電路產(chǎn)3、生噪聲脈沖，這可能會(huì )影響電路的其他部分。具有較大導電面積的接地層有助于減少這種干擾，因為與接地網(wǎng)通過(guò)走線(xiàn)布線(xiàn)相比，它具有更低的阻抗。
通過(guò)仔細規劃多層電路板的層堆疊配置，PCB設計人員可以使用接地層來(lái)幫助控制電路板的電氣性能。通過(guò)在兩個(gè)有源信號層之間使用接地層，可以消除這些層上信號之間的串擾。并且通過(guò)確保在接地面上有不間斷的信號返回路徑，可以改善高速傳輸線(xiàn)的信號完整性。接地層通常也連接到變熱的組件上，以幫助散熱。
電源或地平面的重要元素
正如我們所說(shuō)，接地平面可以是電路板層上金屬的指定區域，也可以占據整個(gè)層本身。如何完成此操作取決于你使用的PCB設計CAD系統的類(lèi)型。大多數CAD系統都使你能夠繪制平面，使其看起來(lái)像是一整塊金屬，并且你可以為平面指定任何網(wǎng)，無(wú)論它是接地，電源還是其他形狀。CAD系統以前使用負像平面，因為這需要較少的計算能力，但是當今大多數PCB設計人員更喜歡繪制正像平面，因為這些工具現在具有足夠的功能。
PCB設計人員將按照他們想要的形狀在指定層上繪制電源或接地層的區域。在電路板的內層上通常是整個(gè)層，而在電路板的外層上通常是較小的區域，以維修特定的組件或組件組。在某些情況下，設計人員可能會(huì )在內層上拆分平面。當減少將要制造的電路板層數時(shí)，這可能被證明非常有用。通常，通常對電源網(wǎng)絡(luò )進(jìn)行平面劃分，而接地平面仍保留完整的一層，以幫助改善信號完整性并消除噪聲和干擾。
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