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在 PCB 設(shè)計領(lǐng)域，四層板的電源層分割與噪聲抑制是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，尤其是多電源域分割導(dǎo)致的跨分割噪聲問題，工程師們十分關(guān)注。以下從廠家視角，為工程師提供實用的解決方法。

 電源層分割的必要性

在四層板設(shè)計中，常常需要對電源層進行分割，以滿足不同模塊對電源電壓的不同需求。例如，一個 PCB 板上可能既有需要 3.3V 電源的數(shù)字電路模塊，又有需要 5V 電源的模擬電路模塊。通過電源層分割，可以為這些不同電源需求的模塊提供獨立的電源 supply，避免電源之間的相互干擾。然而，這種分割也可能引發(fā)跨分割噪聲問題。

 跨分割噪聲產(chǎn)生的原因

當(dāng)信號線跨越不同的電源分割區(qū)域時，由于電源層之間的電感和電阻效應(yīng)，會在信號回流路徑上形成電壓差。這個電壓差會引入噪聲，影響信號的完整性。例如，一條連接數(shù)字模塊和模擬模塊的信號線，如果跨越了 3.3V 和 5V 電源分割區(qū)域，就容易產(chǎn)生跨分割噪聲。

 設(shè)計關(guān)鍵點：保持電源層分割間距與增加跨接電容

為了解決跨分割噪聲問題，在電源層分割時，要注意保持分割間距≥2mm。這樣可以減少電源層之間的相互耦合，降低噪聲的產(chǎn)生。此外，對于跨分割信號線，在其下方增加跨接電容（如 0.1μF）可以提供一個低阻抗的回流路徑，有效抑制噪聲。

 具體實施步驟

  1. 規(guī)劃電源層布局 ：在 PCB 設(shè)計初期，根據(jù)電路模塊的電源需求，合理規(guī)劃電源層的布局。盡量將同一電源域的模塊集中布置，減少信號線跨越不同電源分割區(qū)域的可能性。

  2. 設(shè)置分割間距 ：在進行電源層分割時，嚴格按照≥2mm 的間距要求進行操作。這可以通過 PCB 設(shè)計軟件的約束規(guī)則來實現(xiàn)，確保在自動布局布線過程中不會出現(xiàn)分割間距過小的情況。

  3. 跨接電容的放置 ：對于必須跨越電源分割區(qū)域的信號線，在其下方附近放置 0.1μF 的跨接電容。電容的一端連接一個電源分割區(qū)域，另一端連接另一個電源分割區(qū)域。這樣，當(dāng)信號電流需要回流時，可以通過電容形成一個低阻抗的回流路徑，減少噪聲的產(chǎn)生。

 注意事項

  1. 電容的選擇與布局 ：選擇合適的電容值和封裝形式是關(guān)鍵。0.1μF 是常用的跨接電容值，但在實際應(yīng)用中，可以根據(jù)具體情況進行調(diào)整。一般來說，電容值不宜過大，否則可能會引入其他問題，如電源的穩(wěn)定性下降。同時，電容的布局要緊湊，盡量靠近跨分割信號線，以縮短回流路徑。

  2. 多層板設(shè)計的特殊考慮 ：在四層板及多層板設(shè)計中，除了電源層分割，還要考慮其他信號層和地層的布局對噪聲的影響。例如，確保高速信號線遠離電源層和地層的分割區(qū)域，減少電磁干擾。同時，合理設(shè)置地過孔（via）可以進一步優(yōu)化信號回流路徑，降低噪聲。