在PCB设计中,GND(地)的布局很重要。正确选择和布局GND类型可以有效降低电磁干扰和信噪比,提高系统的性能和可靠性。本文将从以下几个方面对Cadence GND的类型选择进行探讨。
在PCB设计中常用的GND类型有:PCB层内GND, 直接连接到芯片GND pad 的GND,地面引脚Grid, 平面引脚Grid, 正常电流传输GND 和噪声GND的分离传输。
PCB层内GND是在PCB板上分层形成的GND。这一层是整个PCB板的GND层,超过整个PCB板,被广泛使用。对于低频或宽频(低于100MHz)的应用程序,层内GND是最常用的GND类型。
直接连接到芯片GND pad的GND是芯片和板子的连接,优点是通过这种方式连接GND 可以确保芯片GND在PCB上的电流循环路径最短,最小化电感效应。
地面引脚Grid和平面引脚Grid是基于网格构建的GND 类型。地面引脚Grid是一种常见的于高速数字电路和高频模拟电路的GND 类型,优点是可以减少在PCB板上的波动。平面引脚Grid主要应用于低频IO端口,能减少噪声,使功率稳定。
正常电流传输GND和噪声GND的分离传输是需要明确保持良好的信号完整性的应用程序中使用的GND类型。它们通过两个独立的GND决断保持正常电流和噪声之间的分离。
在选择GND类型之前,需要确定应用程序的频率范围和信号完整性要求。选择正确的GND类型有助于降低电磁干扰和提高系统性能。
根据应用程序的频率范围和信号完整性的要求,可以考虑使用以下GND类型:
1. 对于低频或宽频(低于100MHz)的应用程序,可选择PCB层内GND;
2. 对于高速数字电路和高频模拟电路的应用程序,可选择地面引脚Grid;
3. 对于低频IO端口的应用程序,可选择平面引脚Grid;
4. 对于需要明确保持良好的信号完整性的应用程序,可选择正常电流传输GND和噪声GND的分离传输。
选择正确的GND类型是关键,同时GND的布局也同样重要。正确的布局可以提高系统的性能和可靠性。以下是一些建议:
1. 尽可能减小GND回路的大小,最小化循环路径,降低电感效应和电磁干扰;
2. 在PCB板上分配尽可能多的GND域,降低噪声引入和输入的破坏,同时可以区域性传输地面等信号;
3. 将噪声GND与类似的信号拼接在一起,降低噪声的影响。
对于大型PCB或繁忙的功率平面,地面元素的分割和引入显得尤为重要。适当的GND分割和引入可以减少电磁干扰和信号噪声,提高PCB的性能和可靠性。以下是一些多层PCB中使用的方法:
1. 通过在GND层中插入通过孔,将各层的GND导通,在保持地面平衡的基础上减少电磁干扰;
2. 在PCB设计中增加一些小短路来增加分割和引入。
此外,还有一些技巧可以帮助减少噪声和电磁干扰:
1. 使用电容器或扼流圈将信号过滤,从而减少噪声和电磁干扰;
2. 将电源和GND的物理布局分开,减少电磁干扰。
总之,选择正确的GND类型、正确的布局和分割技巧可以提高PCB的性能和可靠性,减少电磁干扰和噪声,让我们的系统工作得更好。