图解高速电路信号回流与地

一路上

前言

高速电路板设计中，布线是完成产品设计的重要步骤，可以说前面的准备工作都是为它而做的，在整个中，以布线的设计过程限定最高，技巧最细、工作量最大。详细内容之前有介绍，请看：图解高速电路走线方法。

既使在整个板中的布线完成得都很好，但由于电源、地线的考虑不周到而引|起的干扰，会使产品的性能下降，有时甚至影响到产品的成功率。所以对电、地线的布线要认真对待，把电、地线所产生的噪音干扰降到最低限度，以保证产品的质量。

一、信号回流路径

1.对于高速信号线，电流的回流路径会循着信号的走线回来，即遵循最小阻抗路径，而不是最小电阻路径。

2.高速信号线不应该布置在割裂的平面上，因为割裂的平面其回流路径没办法沿着信号线返回。如果平面被割裂，则迂回布线，这样保证回流路径沿着信号线的路径返回。如果信号路径和回流路径被隔离，则会形成环形天线，产生EMC的问题。

3.如果需要在不同的参考平面之间走线，则需要在两参考平面之间加入一个缝结电容，保证回流路径能够从一个参考平面到另外一个参考平面。该缝结电容应该靠近信号路径放置，保证电流的走线路径和回流路径之间的间距在合理的范围内。一般缝结电容值为10nF到100nF之间。

4.尽量不要在一些禁布铜皮区和电源槽走线，因为此时就会导致信号的走线路径和电流的回流路径之间间距被增大，如果不可避免，同样需要添加一个缝结电容来实现走线路径与回流路径的间距最短，最终避免了环形天线的产生。

5.在走线高速信号时，尽量避免将过孔布置的过密。如果过孔过密将会导致参考平面被割裂，最终回流路径不得不绕着其他方向返回，最终生成环形天线。

6.对于高速线号线而言，GND和PWR的过孔我们应该就近扇出，而不是通过导线来连接，如果我们直接通过导线来连接，将会强制指定回流路径，最终很有可能会形成环形天线，进而产生EMC的问题。

7.当选用电源平面作为参考面时，此时信号需要通过电源平面进行回流，但是在信号的源端和汇端的参考平面却是GND平面，为了使其在源端和汇端的参考平面选择为电源平面，可以通过缝结电容来实现。一般选在10nF到100nF之间。

8.如果信号走线换层同时参考面发生变化，此时应该在过空出添加一个缝结电容，这样保证回流路径阻抗最小。对于差分信号，应对成放置。

9.尽量避免在参考平面边缘或者在PCB板框边缘走高速信号线，否则会对走线阻抗产生有害的影响。

二、模拟地和数字地的分离

1.数字噪声耦合是由于感性和容性器件的存在进而耦合到模拟电路中去，针对于这种情况应该将模拟电路和数字电路进行隔离。

2.耦合途径是通过寄生的电感在回流路径处进行耦合，解决方法是分别接地。

3.隔离方式有两种：一种是通过物理上的隔离，另一种是虚拟隔离。

4.物理上的隔离（参考面分割）：必须保证数字电路和模拟电路完全隔离。

5.虚拟隔离（虚拟参考面分割）：同样要保证完全隔离。

结语

电路板的设计过程是一个复杂而又简单的过程，要想很好地掌握它，还需电子工程设计人员去自已体会，才能得到其中的真谛。