地平面的EMC主要的目的是提供一个低阻抗的地并且给电源提供最小噪声回流。在实际布线中,两地层之间的信号层、与地层相邻的信号层,是PCB布线中的优先布线层。高速线、时钟线和总线等重要信号,应在这些优先信号层上布线和换层。
四层板布局
优选方案1,次选方案3,见下表。四层PCB示意图如下图所示。
表 四层板布局方案
图 四层PCB板布局示意图
方案1:四层PCB板的优选方案,在元件面下有一地平面,关键信号优选布在顶层。
为了达到一定的屏蔽效果,若采用方案2,把电源、地平面放在顶层和底层,存在电源、地相距过远,电源平面阻抗较大;电源、地平面由于元件焊盘等影响,极不完整。由于参考面不完整,所以信号阻抗不连续。实际上,由于大多数的公司大量采用表面贴器件,对于器件越来越密的情况下,方案的电源、地几乎无法作为完整的参考平面,预期的屏蔽效果很难实现,所以方案2使用范围有限。
方案3:此方案同方案1类似,适用于主要器件在底层布局或关键信号底层布线的情况,此方案情况很少使用。
六层板布局
优选方案3,备选方案4,最差EMC效果,方案2,见下表。
表 六层板布局方案
对于六层板,优先考虑方案3。
PCB的架构分析:
▲由于信号层与回流参考平面相邻,S1、S2、S3相邻地平面,有最佳的磁通抵消效果,优选布线层S2,其次S3、S1。
▲电源平面与GND平面相邻,平面间距离很小,有最佳的磁通抵消效果和低的电源平面阻抗。
▲主电源及其对应的地布在4、5层,层厚设置时,增大S2-P之间的间距,缩小P-G2之间的间(相应缩小G1-S2层之间的间距),以减小电源平面的阻抗,减少电源对S2的影响。
对于六层板,备选方案4。
PCB的架构分析:
对于局部、少量信号要求较高的场合,方案4比方案3更适合,它能提供极佳的布线层S2。最差EMC效果,方案2。
PCB的架构分析:
此种结构,S1和S2相邻,S3与S4相邻,同时S3与S4不与地平面相邻,磁通抵消效果差。