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1、淺析PCB設(shè)置接地回路導(dǎo)通孔對(duì)信號(hào)傳輸性能的影響【摘要】PCB（PrintedCircuitBoard）,翻譯成中文可以叫印制電路板，還有其他的叫法如：印刷電路板、印刷線路板，可以簡(jiǎn)稱為印制板。印制電路板的主要作用是連接電子元器件Z間的電氣。在眾多電子工業(yè)的部件中，印制電路板用途廣泛，口影響力較大。本文主要從兒個(gè)方面講述PCB設(shè)置接地回路導(dǎo)通孔對(duì)信號(hào)傳輸性能的影響?！娟P(guān)鍵詞】卩CB接地回路導(dǎo)通孔信號(hào)傳輸多層傳輸隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，信號(hào)的傳輸也越來(lái)越先進(jìn)。不僅頻率越來(lái)越大,而旦向著高速數(shù)字化不斷邁進(jìn)。但是，也正因
2、為如此，信號(hào)的完整性得不到保障，傳輸損失可想而知。為了提高信號(hào)傳輸?shù)耐暾阅埽枰宄绊懶盘?hào)完整性能的因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在較高頻信號(hào)傳輸中，靠近侍號(hào)導(dǎo)通孔的地方相當(dāng)關(guān)鍵。為了降低信號(hào)損失，眾多的辦法之中選擇設(shè)置接地回路導(dǎo)通孔是比較明智的。一、信號(hào)層的傳輸性能與結(jié)構(gòu)關(guān)系（-）各種導(dǎo)通孔的連接結(jié)構(gòu)由電流的流動(dòng)方向可以判斷出“電容”流通量由阻抗值來(lái)決定。這里的阻抗值是指信號(hào)導(dǎo)通孔以及流通回路產(chǎn)生的電感所形成的。在高頻（三1GHz）時(shí)，接地回路導(dǎo)通孔與信號(hào)導(dǎo)通孔的距離小是相當(dāng)關(guān)鍵的。層之間的距離小，兩種孔的距離小會(huì)減
3、少信號(hào)損耗。不同平面（層）間和接地回路導(dǎo)通孔等的結(jié)構(gòu)情況如圖1所示:(-)傳輸信號(hào)損失通常說(shuō)的傳輸信號(hào)損失一般發(fā)生在層面之間信號(hào)輸入和輸出的過(guò)程中。1?信號(hào)傳輸因素(TransferFunction),2?接地回路導(dǎo)通孔與各種導(dǎo)通孔的距離。圖2可知，傳輸信號(hào)損失的情況與有無(wú)接地回路導(dǎo)通孔有關(guān)。在較低頻如頻率fWlGHz下時(shí)，接地冋路導(dǎo)通孔(含位置)的有無(wú)基本上不會(huì)影響信號(hào)傳輸?shù)膿p失大小。在頻率超過(guò)1GHz時(shí)，情況發(fā)生了急劇變化。一旦頻率大于10GHz以上，接地回路導(dǎo)通孔與信號(hào)導(dǎo)通孔間距離大小將對(duì)信號(hào)傳輸?shù)膿p失的
4、效果就相當(dāng)明顯了，從圖中曲線可以看出。二、接地回路導(dǎo)通孔多層間的傳輸性能圖3向我們展示了信號(hào)經(jīng)過(guò)多個(gè)“層面對(duì)”傳輸損失情況。多個(gè)“層面”之間的回路導(dǎo)通孔連接在“背板”和“母板”的結(jié)構(gòu)中比較常見(jiàn)?！皩用妗睌?shù)量增加，傳輸信號(hào)損失增大；“層面”數(shù)量減小，傳輸信號(hào)損失也減?。?］。我們可以把三個(gè)層面的連接看成是兩對(duì)層面的連接。所以，層面對(duì)增加，信號(hào)傳輸損也會(huì)增加，頻率高的時(shí)候特別明顯。三、接地冋路微導(dǎo)通孔對(duì)電磁干擾的影響高速信號(hào)傳輸中電磁干擾(EMI)、電磁兼容(EMC)和信號(hào)完整性(SI)都是信號(hào)傳輸性能的重要組成［
5、2］。所以，影響其中任何一項(xiàng)，都會(huì)改變信號(hào)傳輸損失。采用接地回路導(dǎo)通孔是針對(duì)電磁干擾(EMT)的，能減少發(fā)射T?擾信號(hào)。如圖5所示。從圖5中可以看出，最大電磁干擾(EMI)的影響在頻率1GIIz?lOGIIz之間，超過(guò)10GHz,作用明顯減?。?］。還有另外一點(diǎn)，接地回路導(dǎo)通孔與信號(hào)導(dǎo)通孔之間的距離要盡量小。距離越小，能使信號(hào)功率越大，并且差距很明顯。四、總結(jié)總之，通過(guò)以上分析，設(shè)置接地回路導(dǎo)通孔在頻率較高的信號(hào)傳輸中作用比較大。而在頻率較低（fWlGHz）時(shí)，接地回路導(dǎo)通孔的設(shè)置距離就相對(duì)隨便一些了。在高頻信
6、號(hào)傳輸中，還會(huì)存在著信號(hào)諧波和噪音發(fā)射等問(wèn)題。接地回路導(dǎo)通孔的數(shù)量當(dāng)然有影響，但是更值得重視的是正確位置和距離的設(shè)置。要想盡量減少信號(hào)傳輸損耗，一般要求接地回路導(dǎo)通孔耍盡量與起始信號(hào)導(dǎo)通孔靠近。參考文獻(xiàn)：[1]劉捷.高頻干擾對(duì)PCB電磁兼容性影響的分析與PCB優(yōu)化[D]?華中科技大學(xué)，2006.[2]董強(qiáng)，倪健，劉云，馬曉翠.PCB的布線設(shè)計(jì)及抗干擾技術(shù)[J].艦船科學(xué)技術(shù)，2006,02：57-59+63.[3]郭宜濤.信號(hào)完整性在PCB可靠性設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[D].ill東大學(xué),2009.
