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技術專題
如何減少地面噪音
PCB的功能取決于許多不同的因素，包括物理布局，所使用的材料以及隨時間推移對組件造成的壓力。PCB組件之間的電氣干擾（也稱為接地噪聲）在PCB操作期間可能會產生各種不良后果。這些問題包括信號完整性損失，意外的熱變化和組件故障。因此，降低接地噪聲是PCB設計人員的首要考慮。繼續閱讀有關如何減少地面噪聲的深入討論。
什么是地面噪聲？
地面噪聲有很多名稱，包括電干擾和串擾。PCB中的電路需要一定量的電流和電壓才能正常工作。這意味著每個電路必須具有適當的功率量，并且必須將功率路由到正確的位置。如果電路之間意外連接，可能會導致電源以意外方式在電路之間泄漏，從而導致接地噪聲。
分析地面噪聲
分析接地噪聲（尤其是在高速PCB中）對確保PCB正常工作至關重要。盡管具有許多電路的復雜PCB更容易產生接地噪聲，但如果設計不正確，即使是簡單的電路布局也會產生噪聲。PCB設計軟件為設計人員提供了一個具體的衡量指標，即使用噪聲系數可以衡量PCB產生多少接地噪聲。噪聲數據表明有多少地面噪聲來自不同的來源，例如走線之間的無意連接或熱噪聲。
PCB的布局和能量需求通常意味著不同的PCB具有不同的接地噪聲源。例如，長走線很可能會意外連接，而大功率PCB則很可能會出現熱問題。將地面噪聲降低到零在功能上是不可能的，因為總會有一些來自預期來源的噪聲，但是可以將其最小化。
學習如何減少地面噪聲的重要性
設計具有最小接地噪聲的PCB可以確保其電路的信號完整性保持可靠。信號完整性的損失會引起PCB的多種問題，從短路到輻射發射。這些問題彼此疊加，形成級聯效應，隨著時間的推移會增加地面噪聲。當用戶向PCB施加電流時，兩個電路之間的距離越近，它們之間產生串擾的可能性就越大。簡單的幾何圖形通常可以解決類似的串擾問題。
盡管降低接地噪聲只是確保PCB高性能的一部分，但降低噪聲是避免討厭的運行時問題（如電路板故障）的有效方法。性能問題還可能表現為數字網絡中的響應時間較慢，數據丟失或功耗峰值。
仔細選擇PCB材料以減少接地噪聲
不同的材料具有不同的電導率，因此使用不同的材料組合是減少地面噪聲的一種方法。當計劃減少接地噪聲的最佳方法時，必須注意，PCB中有兩種對接地噪聲影響最大的關鍵材料類型：放置元件的基板和用于導電走線的金屬。
結構良好的PCB應具有堅固的絕緣體和高導電性的走線。PCB中最常見的基板和走線組合是環氧玻璃和銅。由于玻璃環氧樹脂是絕緣體，因此可以很好地將電流保持在一般應用中應在銅走線之內的位置。
但是，高速和高頻PCB是一個挑戰，因為它們自然會產生大量的接地噪聲。這不是材料的錯；承受大量電流的PCB設計甚至會使最堅固的絕緣體和導體承受應力。與其他PCB相比，材料的結構通常需要不同。
涉及單端微帶的新模型允許銅走線以低于正常阻抗的方式工作，從而增加了導電率并總體上降低了接地噪聲。高導電性的銅走線可立即減少多種類型的接地噪聲和串擾，從而在高應力情況下提高信號完整性和可靠性。