PCB地平面和如何在设计中使用

建筑在坚实的基础上是文学、诗歌和寓言的主要内容。没有坚实的基础，任何建立在这个基础上的东西都会失败。这同样适用于建筑概念、职业和教育、人际关系，甚至心理健康。一个古老的寓言是这样的:一个愚蠢的人把房子盖在沙子上，它不能承受风和雨，而且它的倒塌是巨大的。无论我们要做什么，打下坚实的基础都是值得的。

印刷电路板当然有其电路板材料的基础，以及这些材料如何在层堆叠中配置。另一个对PCB同样重要的基础是接地面。如果不仔细注意接地平面，电路板可能无法正常工作，并且可能受到各种电气噪声和干扰。让我们来看看PCB地平面是什么，以及一些如何确保它作为电路板所需的坚实基础的提示。

为什么PCB地平面很重要?

印刷电路板上的地平面通常是连接到电路地的大面积金属。这种金属区域有时只是电路板的一小部分，或者在多层设计中，它可能是整个电路板层。根据设计的需要，它甚至可能占据多个层次。

接地平面在印刷电路板中有三个重要用途:

• 电压返回: PCB上的大多数组件都连接到电网，然后返回的电压通过地网返回。在只有一层或两层的木板上，通常必须安装接地网使用更宽的走线进行路由．通过将整个层奉献给地平面多层董事会但是，它简化了每个组件与地网的连接。

• 信号返回:常规信号也需要返回，并与高速设计他们在地面上有一个清晰的返回路径是非常重要的。如果没有这个清晰的返回路径，这些信号会对PCB的其余部分产生大量干扰。

• 减少噪音和干扰:随着信号速度的提高，有更多的数字电路开关状态。这会通过地面电路产生噪声脉冲，可能会影响电路的其他部分。具有大导电面积的地平面有助于减少这种扰动的量，因为它具有比通过线路的地网更低的阻抗。

通过仔细规划层堆叠配置对于多层电路板，PCB设计人员可以使用接地面来帮助控制电路板的电气性能。通过在两个主动信号层之间使用一个地平面，可以实现信号之间的串扰在这些层上可以消除。并且通过保证在地平面上有不间断的信号返回路径，可以提高高速传输线的信号完整性。地平面也经常连接到发热的部件，以帮助散热。

小型地平面中的热缓冲垫示例

电源或接地平面的重要元素

正如我们所说，接地面可以是电路板层上的金属指定区域，也可以占用整个层本身。如何做到这一点取决于您正在使用的PCB设计CAD系统的类型。大多数CAD系统都能让你画出一个平面，使它看起来像一个坚固的金属块，你可以为一个平面指定任何网络，无论是地面、电源还是其他东西。CAD系统过去使用负图像平面，因为这需要较少的计算能力，但大多数PCB设计师现在更喜欢绘制正平面，因为现在的工具有足够的能力来实现这一点。

PCB设计人员将在指定的层上以他们想要的形状绘制电源或接地平面的区域。在电路板的内层，这通常是整个层，而在电路板的外层，它通常是较小的区域，用于服务特定的组件或组件组。在某些情况下，设计师可能会在内层上分割平面。这可以证明是非常有用的，当削减多少层板将与。通常一个平面分割是做的电网，然而，而地平面保持一个完整的层，以帮助提高信号的完整性并消除噪声和干扰。

当平面由PCB设计人员绘制时，CAD工具将自动为平面轮廓内的组件引脚创建连接。这种联系要么是热缓解，要么是直接联系(洪水)。限热槽在孔周边的平面上的小空隙是用来做的吗通孔销．没有热救济，通孔销将直接连接到平面，这将作为一个巨大的散热器使焊接困难。然而，随着救济，部分可以更容易地焊接和不焊接。所有其他孔，如过孔，通常与平面有直接连接。

在OrCAD PCB Designer中可以控制接地平面的热释放

使用PCB设计工具有效地创建平面

在PCB设计中创建良好地平面的关键是使用工具为您工作。在开始使用平面层之前，请确保您已经完成并设置了所有的设计规则和约束条件。大多数PCB设计CAD系统将允许您根据网络和将要进行连接的层设置不同的连接参数。PCB设计系统的规则和约束也将为您指定的间隙类型提供足够的灵活性。当你创建地面平面时，这也会帮助你，因为工具会为你工作，你所要做的就是告诉它你想要你的平面在哪里。

另一件事，将帮助你当你与飞机工作是首先确保你的板层堆叠完全设置。这样，你的平面图层的位置就已经确定了，你就不必担心在设计过程中改变你的平面的位置和形状。

为了充分利用我们所描述的工具功能，您应该使用这些工具PCB设计工具完全装备了制造地面飞机。幸运的是，Cadence已经为您提供了这些工具。OrCAD PCB Designer具有我们在这里讨论过的地平面创建功能。此外，OrCAD PCB Designer还具有一整套设计规则，约束和动态参数菜单，以便您可以根据需要为PCB地平面设置设计。

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