优化PCB布局：EMI与信号完整性规则详解

本文主要探讨了模块电源布局在电磁兼容（EMI）相关PCB设计中的关键要素。首先，文章强调了PCB板层结构对于EMI和信号完整性（Signal Integrity, SI）的影响。在设计中，地层和电源层的电容模型是重要因素，特别是在层间距减小时，层电容增加，有助于降低环流，从而提高EMI抑制效果。层电容的计算公式表明，随着间距的变化，容值相应改变。 理想的PCB结构通常将电源层和地层分别设置在顶层和底层，这种配置可以提供良好的EMC性能和SI性能，因为它们减少了层间串扰和环流。然而，随着板层数增加和器件密度增大，如双面板可能只适用于低速设计，其EMC性能受限。在四层板中，常见的叠层顺序包括： 1. 第一层：GND，第二层：S1+POWER，第三层：S2+POWER，第四层：GND 2. 第一层：SIG1，第二层：GND，第三层：POWER，第四层：SIG2 3. 第一层：GND，第二层：S1，第三层：S2，第四层：POWER 第一种情况的理想化设计虽然能提供最佳结果，但在高器件密度下可能会牺牲地层完整性，影响信号质量。第二种情况是常用的设计，信号层完整，有利于信号完整性，但需额外的屏蔽措施来控制电磁辐射。第三种情况电源和地层位于表层，虽然信号质量较好，但环流大且易受相邻层干扰，除非有特殊电源功率需求，否则不如第一种结构。 选择合适的PCB布局和布线规则对于确保EMI合规性和信号完整性至关重要。设计师需要根据具体应用需求权衡不同设计策略，以达到最佳的电路性能和电磁兼容性。