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 在多層 PCB 中，信號隔離設(shè)計是確保信號完整性、減少干擾的關(guān)鍵。以下是針對四層 PCB 信號隔離設(shè)計的詳細(xì)分析。

 四層 PCB 的典型結(jié)構(gòu)

常見的四層 PCB 結(jié)構(gòu)包括兩個信號層（頂層和底層）、一個電源層和一個地層。這種結(jié)構(gòu)有助于實現(xiàn)良好的信號隔離。

 一、合理布局

合理布局是實現(xiàn)信號隔離的第一步。將敏感的模擬信號和高頻數(shù)字信號分開。將它們的布線路徑和連接區(qū)域分開，避免信號之間的交叉和干擾。

將電源模塊、模擬電路、數(shù)字電路和高速信號電路分區(qū)放置。合理布局能有效減少不同電路之間的干擾。

 二、電源層和地層設(shè)計

 （一）電源層設(shè)計

電源層應(yīng)盡量保持完整，避免在電源層上挖空過多。電源層和地層應(yīng)緊密相鄰，形成良好的電源地回路。 降低電源分配系統(tǒng)的阻抗。

 （二）地層設(shè)計

地層應(yīng)形成一個完整的地平面。將數(shù)字地和模擬地分開，使用磁珠或濾波電容在一點處連接數(shù)字地和模擬地。確保信號回流路徑短且阻抗低。

 三、微帶線和帶狀線設(shè)計

 （一）微帶線

微帶線是一種常用的傳輸線結(jié)構(gòu)，由一個信號層和一個接地層組成。信號層上的走線距離接地面的高度應(yīng)盡量小。微帶線的特性阻抗由走線寬度、厚度以及與接地面的距離決定。設(shè)計時應(yīng)確保微帶線的阻抗匹配，避免信號反射和干擾。

 （二）帶狀線

帶狀線由兩個接地層夾著一個信號層組成。帶狀線的特性阻抗由內(nèi)外層接地層的距離以及信號層走線寬度決定。帶狀線具有良好的屏蔽效果。在四層 PCB 設(shè)計中，可以利用帶狀線結(jié)構(gòu)提高信號的隔離效果。確保帶狀線的結(jié)構(gòu)完整，避免在接地層上挖空過多，破壞屏蔽效果。

 四、信號布線規(guī)則

 （一）布線間距

信號之間的布線間距應(yīng)盡量大，尤其是在高速信號和敏感信號之間，布線間距至少應(yīng)大于兩倍 PCB 的厚度。布線間距具體值應(yīng)根據(jù)信號頻率和干擾強度確定。

 （二）避免 90° 折線

90°折線會導(dǎo)致信號傳輸?shù)姆瓷浜妥杩共贿B續(xù)。使用 45° 折線或圓角，減少信號反射和干擾。

 （三）串?dāng)_控制

相鄰信號走線應(yīng)保持等間距和等長，縮短平行布線長度，插入接地過孔（GND Via）在敏感信號和強干擾信號之間設(shè)置接地過孔屏蔽。

 五、過孔設(shè)計

過孔（Via）是多層 PCB 中連接不同層的走線的通道。在信號隔離設(shè)計中，應(yīng)合理設(shè)計過孔的位置和數(shù)量。過多的過孔會破壞地平面的完整性。在高速信號路徑上盡量減少過孔，降低過孔帶來的信號反射和傳輸損耗。

避免在敏感信號旁邊布置電源和地過孔。過孔之間的距離應(yīng)盡量大，減小過孔之間的寄生電容和電感。