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PCB降低寄生参数的实用策略

  • 2025-05-13 09:03:00
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寄生参数(如寄生电阻、电容、电感)会对电路性能产生负面影响,导致信号失真、功率损耗等问题。因此,优化设计以减少寄生参数至关重要。

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 优化布线策略

 

 保持布线简洁

尽可能缩短导线长度并保持布线笔直,降低寄生电阻和电感,减少信号传输损耗与干扰。尤其在高速信号传输中,缩短布线能减少信号延迟和反射。例如布线时应避免不必要的弯折和迂回,直接连接起始和终点。

 

 增大信号线宽度

适当增加信号线宽度可降低寄生电阻,减少信号传输中的功率损耗,提高信号完整性。电力线路或大电流信号线路要求更宽的布线以减少电阻,保障电流传输效率。比如,对于高电流路径,可适当增加线路宽度,以达到降低线路阻抗的目的。

 

 合理设置线间距

确保信号线之间的间距足够,能降低寄生电容和电感耦合,减少信号线之间的串扰。特别是在高速数字电路中,合理设置线间距可避免不同信号线间的相互干扰。一般而言,信号线间距越大,寄生电容和电感的影响越小。例如,在高密度布线区域,应尽可能增大相邻信号线之间的间距,以减少相互之间的电磁耦合。

 

 过孔设计优化

 

 减少过孔数量

过孔会引入寄生电容和电感,过多过孔会累积影响电路性能,因此在满足电路连接需求的前提下,尽量减少过孔数量。例如,优化布线以减少不必要的过孔,避免因过孔引入的寄生参数对电路造成干扰。

 

 优化过孔尺寸

根据实际需求优化过孔尺寸,过孔直径过大或过小都有影响,过大可能增加寄生电容和占用空间,过小会提高寄生电阻和制造难度。合理设计过孔尺寸,在满足电气性能的同时,减少对电路的不良影响。比如,选择适中尺寸的过孔,以平衡寄生参数和制造工艺。

 

 增加过孔的绝缘距离

确保过孔与相邻信号线或电源线有足够的绝缘距离,降低寄生电容的影响。过孔与导线距离过近会增加寄生电容,导致信号传输延迟和干扰。例如,在布线时,应确保过孔与周围导线有足够的间距,以减少寄生电容的产生。

 

 合理安排电源层和地层

 

 电源层和地层紧密耦合

将电源层和地层紧密相邻放置,并且使用较大面积的铺铜,能降低电源阻抗,减少电源线上的寄生电感和噪声。电源层和地层之间的紧密耦合有助于形成良好的回流路径,减少信号回流路径的阻抗。比如,在多层 PCB 设计中,将电源层和地层相邻放置,以增强电源系统的稳定性。

 

 分割电源区域

对不同电压或电流需求的电路模块,进行电源区域的分割与隔离,防止相互干扰。例如,对于模拟电路和数字电路,分别设置独立的电源区域,并通过磁珠或滤波电容进行隔离,避免不同电源区域之间的寄生耦合。

 

 元件布局优化

 

 合理布局元件

将相关元件集中布局,缩短元件间的连接导线长度,降低寄生参数对电路的影响。在高频电路中,元件布局对电路性能至关重要。关键元件应放在关键位置,如将滤波电容尽可能靠近芯片电源引脚放置,以减少布线长度和寄生电感,提高滤波效果。

 

 设计规则检查(DRC)

利用 EDA(电子设计自动化)工具进行设计规则检查(DRC),及时发现并修正可能引起寄生参数过大的布线和过孔问题。通过设置合理的检查规则,确保布线宽度、间距、过孔尺寸等符合设计要求。例如,检查布线是否满足最小间距要求,过孔尺寸是否符合规定,及时发现并修改违规部分,保障电路性能。


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