PCB资料:平衡PCB层叠设计方法与避免设计中串扰

平衡PCB层叠设计方法

平衡结构避免弯曲

不用奇数层设计PCB的最好的理由是：奇数层电路板容易弯曲。当PCB在多层电路粘合工艺后冷却时，核结构和敷箔结构冷却时不同的层压张力会引起PCB弯曲。随着电路板厚度的增加，具有两个不同结构的复合PCB弯曲的风险就越大。消除电路板弯曲的关键是采用平衡的层叠。尽管一定程度弯曲的PCB达到规范要求，但后续处理效率将降低，导致成本增加。因为装配时需要特别的设备和工艺，元器件放置准确度降低，故将损害质量。

使用偶数层PCB

当设计中出现奇数层PCB时，用以下几种方法可以达到平衡层叠、降低PCB制作成本、避免PCB线路板弯曲。以下几种方法按优选级排列。

1．一层信号层并利用。如果设计PCB的电源层为偶数而信号层为奇数可采用这种方法。增加的层不增加成本，但却可以缩短交货时间、改善PCB质量。

2．增加一附加电源层。如果设计PCB的电源层为奇数而信号层为偶数可采用这种方法。一个简单的方法是在不改变其他设置的情况下在层叠中间加一地层。先按奇数层PCB种布线，再在中间复制地层，标记剩余的层。这和加厚地层的敷箔的电气特性一样。

3．在接近PCB层叠中央添加一空白信号层。这种方法最小化层叠不平衡性，改善PCB的质量。先按奇数层布线，再添加一层空白信号层，标记其余层。在微波电路和混合介质（介质有不同介电常数）电路种采用。

平衡层叠PCB优点：成本低、不易弯曲、缩短交货时间、保证质量。

设计中，如何避免串扰

变化的信号（例如阶跃信号）沿传输线由A到B传播，传输线C-D上会产生耦合信号，变化的信号一旦结束也就是信号恢复到稳定的直流电平时，耦合信号也就不存在了，因此串扰仅发生在信号跳变的过程当中，并且信号沿的变化（转换率）越快，产生的串扰也就越大。

空间中耦合的电磁场可以提取为无数耦合电容和耦合电感的集合，其中由耦合电容产生的串扰信号在受害网络上可以分成前向串扰和反向串扰Sc，这个两个信号极性相同；由耦合电感产生的串扰信号也分成前向串扰和反向串扰SL，这两个信号极性相反。

耦合电感电容产生的前向串扰和反向串扰同时存在，并且大小几乎相等，这样，在受害网络上的前向串扰信号由于极性相反，相互抵消，反向串扰极性相同，叠加增强。串扰分析的模式通常包括默认模式，三态模式和最坏情况模式分析。

默认模式类似我们实际对串扰测试的方式，即侵害网络驱动器由翻转信号驱动，受害网络驱动器保持初始状态（高电平或低电平），然后计算串扰值。这种方式对于单向信号的串扰分析比较有效。三态模式是指侵害网络驱动器由翻转信号驱动，受害的网络的三态终端置为高阻状态，来检测串扰大小。这种方式对双向或复杂拓朴网络比较有效。最坏情况分析是指将受害网络的驱动器保持初始状态，仿真器计算所有默认侵害网络对每一个受害网络的串扰的总和。

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