《FPGA全程进阶---实战演练》第三章之PCB叠层

1.双面板

在双层板设计layout时，最好不要不成梳状结构，因为这样构成的电路，回路面积较大，但是只要对较重要的信号加以地保护，布线完成之后将空的地方敷上地铜皮，并在多个过孔将两个地连接起来，可以弥补上述的缺点，图3.11的梳状结构的使用于低速电路，PCB信号走向单一，走线密度较低的情况。

图3.11 梳状结构

栅格型地结构，电源和地分别从PCB的顶层和底层，以正交方式引出，在电源和地交叉处放置去耦电容，电容的两端分别接电源和地。

图3.12 栅格结构

2.多层板

有完整地平面的多层板设计的优点：（1）信号提供较稳定的参考电平和低电感的信号回路，使所有信号线具有确定的阻抗值；（2）为电路提供低电感的工作电压供电；（3）可以控制信号间的串扰；

3.信号回流电路

图3.13 回路电路

当信号频率较低时，信号回流沿电阻最短路径，当信号频率较高时，譬如高于1KHz时，信号沿电感最低路径，返回电流沿印制线下方流过。

图3.14 信号频率较高时的回流分布

信号过孔的排列情况效果如图3.15所示。

图3.15 信号过孔的排列

4.参考平面的设计

对于参考平面设计来讲，要实现完全的平面分割不现实，也不经济，那么常用的参考平面设计，对于数模混合电路，常用的有三种方式：分割，分割+桥接，分区但不分割。图3.16是分割情况，布局时数字和模拟分开，两个区域隔离足够的距离，数字地与模拟地分割，然后插座处单点接地。图3.17是分割+桥接情况。分区不分割，适用于数字电路与模拟电路之间的联系的信号线较多且难易集中在一块，保证两个电路之间联系的信号有最小的信号回路。对于较重要的信号，需要跨接不同区域时，可以利用图3.18所示的方法。

图3.16 分割情况

图3.17 分割 + 桥接情况

图3.18 信号线跨接

5.PCB叠层原则

PCB叠层原则不是简单的堆叠，要满足：（1）信号的特征阻抗要求；（2）信号回路最小化原则；（3）PCB最小化信号干扰原则；（4）满足对称要求；

PCB板叠层举例：

图3.19 分层示意图