为保证电源完整性的要求，减小高速PCB的EMI，叠层设计一般遵循以下几个设计原则： ◎电源和地平面采用紧耦合，及电源平面紧贴地平面；

◎在线宽可以满足的条件下，信号线尽量与参考平面（一般是地）紧耦合； ◎尽量以地平面为参考平面。 4、 控制信号线的回流路径

EMI取决于两个谐振回路，一个是“旁路环路”，由IC和旁路电容构成；另一个是“信号环路”，包括信号线在内。根据克希霍夫定律，任何时域信号由源到负载的传输都必须有一个最低阻抗的路径。图中I=I′,大小相等，方向相反。图中I我们称为信号电流， I′称为映象电流，如果信号电流下方是电源层，此时的映象电流回路是通过电容耦合所达到的。见图2－13。

Driver Receiver I I′（gnd） gnd gnd Driver Receiver I I′（vcc） C1 C2 gnd gnd

图2－13

图2－14

由此，我们得出在多层PCB中应遵循以下基本原则：

◎电源平面紧贴地平面。

17

◎信号层和参考平面层靠近，保证信号和回流组成的最小面积，重要信号应该以地平

面作参考平面。

◎保证电源与地层阻抗最低，电源地的阻抗分析在下面的PI分析中将重点介绍。 ◎高速信号线在换层时，会出现过孔等阻抗不连续点，应加地过孔或加旁路电容。

图2－15

◎在连接器上定义信号线时一定要将地线尽量靠近信号线，如图2－16（c）。

图2－16

◎信号不要跨越参考平面分割带，以防止回流路径绕行，这个设计规则在PCB的EMC设计中反复提到，如图2－17。

图2－17

5、 采用屏蔽过孔抑制EMI

在高速PCB中，电源地之间的噪声一般通过对外部的连线（如网线）或PCB的边缘辐射，在PCB边缘加上屏蔽过孔对边缘辐射起到阻隔的作用。

18

6、 相邻平面层的交叠处理

不要将没有联系的平面之间形成交叠，如：模拟电源/模拟地与数字电源/数字地，两者要严格分开，不要在平面上存在容性耦合，如图2－18所示。

图2－18

7、信号拓扑中Stub的控制

在高速PCB设计中，尤其要注意尽量减小高速信号的Stub长度，减小“尾巴”的反射，如图2－19中的S3-S4部分。

图2－19

8、 高速线过孔的优化问题

这类问题在高速背板设计文档中有详尽介绍，本文以一常用的过孔的实例介绍过孔的反焊盘的优化过程，我们设计了三种过孔结构的样板，过孔为12mil，焊盘为24mil，反焊盘分别为38mil/44mil/54mil，三种反焊盘的尺寸的TDR仿真分析结果对比如图2－20所示。

19

图2－20

由此，我们可以得出结论，随着过孔反焊盘的加大，过孔的阻抗不连续的情况会得到改善。 （上例中过孔两端的差分阻抗为100ohm）。

三、 高速PCB的电源完整性仿真要领与实例

高速PCB的SI与PI分析是高速电路设计的重要部分，SI和PI两者是相辅相成的关系，完善的PI设计是保证SI的基础，S-PI设计的成功会带来EMI的改善或者为EMC设计争取更大的设计余量与空间，减少EMC的设计难度，为高速PCB的EMC问题的最终解决奠定基础。

图3－1

对于电源分布系统（PDS）的设计，在本文中首先关注的对象是：电源/地平面的阻抗，图3－1显示了PCB的PDS设计中不同频率范围，我们选用的电容是不一样的，不同的电容都有

20