現(xiàn)代的PCB設(shè)計中，關(guān)于地的設(shè)計都千姿百態(tài)

編者注：好久沒發(fā)技術(shù)文章了，這兩天一直在醞釀要寫些什么，剛好前一段時間有朋友問到的這個問題，就此寫一下自己的看法。

現(xiàn)代的PCB設(shè)計中，關(guān)于地的設(shè)計都千姿百態(tài)。各種地都有，一些安全電壓電路PCB板上地有多達(dá)7、8種的分類，讓人嘆為觀止。

地的設(shè)計作為EMC設(shè)計中的一大重要設(shè)計，必須以系統(tǒng)的觀點來全盤設(shè)計。許多工程師只管自己的一畝三分地，結(jié)果是不言而預(yù)的。

今天聊的這個話題是比較特殊的一種設(shè)計。過去的低速系統(tǒng)中，在雙層板狀態(tài)下，做不到滿鋪地的設(shè)計，就會采用垂直交叉的地網(wǎng)格設(shè)計。

早期的網(wǎng)格因走線需要，間距可能會很大，這個因疊層的關(guān)系是沒有辦法的辦法。

現(xiàn)代設(shè)計中一些工程師在多層板設(shè)計中，會將地平面做成網(wǎng)格狀，然后就會有不明真相的觀眾在詢問，網(wǎng)格狀與平面到底有啥區(qū)別？為什么要這么做？

今天我們就把老外的研究拿來跟大家分享。先上圖看一下地網(wǎng)格長啥樣子。

喏，就長這樣子，像一個地籠一樣，是早期地設(shè)計的看家法寶。在高速設(shè)計里當(dāng)這個間距很小時，比如只有幾個mil時就形成了一個一個的小凹坑或者看起來像小凸臺。地的設(shè)計作為信號回流的一個重要路徑，EMC設(shè)計講究低阻抗回流路徑，所以地網(wǎng)格因其不連續(xù)，阻抗會隨著頻率變化，所以必須注意這一點。下圖這個大殺器。

圖中可以看到網(wǎng)格間距最大，形成的感抗越大，導(dǎo)致阻抗變大，在高頻領(lǐng)域這是很嚇人的。圖中給了一個參考值，地網(wǎng)格間距不超過13mm。不過，我還是覺得太大了，分分鐘掛死的節(jié)奏。

回到我的最開始問題，我的朋友關(guān)心如果這個間距只有1mm(40mil)，跟一個整平面相比有什么區(qū)別？從上圖來看，明顯感抗大于平面，且不是一個量級的。即地平面一定優(yōu)于地網(wǎng)格。我們再看一下具體的不同頻率下的阻抗值，如下圖（地平面銅厚1盎司；走線銅厚也是1盎司，線長10mm,線寬1mm）。

從上圖中更能看出這個阻抗的差距，牢記低阻抗回流路徑這一核心設(shè)計理念。上圖的仿真計算結(jié)果不包含其他的寄生參數(shù)。

最后，請朋友們記得，A哥永遠(yuǎn)說：

地的PCB平面設(shè)計是王道，地平面少分割，盡量統(tǒng)一，能平面則平面，少走線，映像參考平面是保證信號正?；亓鞯牡谝贿x擇。