1. 为什么不能把敏感信号线放在PDN电容附近核心结论PDN电容包括储能电容、滤波电容、去耦电容在芯片状态切换的瞬态瞬间等效为高频电流源向芯片提供和吸收瞬态电流会产生强烈的EMI干扰。敏感信号线必须远离它们否则会受到三重干扰电场干扰、磁场干扰、天线效应。注耦合电容不属于PDN电容它串联在信号通路中主要作用是传递交流信号、隔离直流两侧电压电流相对平稳di/dt和dv/dt都不大本身不是EMI干扰源。耦合电容的放置主要考虑信号完整性不是EMI问题本节不详细讨论。1.1 PDN电容为什么会产生EMI干扰PDN电容的核心功能是在芯片状态切换的瞬态瞬间快速释放电荷。这个过程中电流变化率di/dt极大芯片开关瞬间需要纳秒级的瞬态大电流电压变化率dv/dt极大电容两端的电压快速充放电高频电流环路电流从电源平面→电容→芯片→地平面形成高频环路根据麦克斯韦方程组变化的电流产生变化的磁场变化的电压产生变化的电场。这些交变的电磁场会向外辐射形成EMI干扰。1.2 三种电容的放置位置与EMI的关系储能电容距离芯片最远10-50 mm容量大几十到几百μF体积也大为什么放得远储能电容体积大如果离芯片太近会占用走线空间影响其他元件的布置。为什么可以放得远储能电容应对的是低频kHz级的持续电流需求变化周期长频率低。根据 Z jωL频率低意味着寄生电感L造成的阻抗小所以即使离得远传输线上的寄生电感对它的影响也不大。滤波电容距离芯片中等1-5 mm容量中等100 nF - 10 μF一般10 μF左右目的滤除电源纹波以及中间路径阻抗造成的电压波动为什么放得远一点滤波电容的容量比去耦电容大体积也相对较大需要一定的空间。而且它应对的是中频几十kHz到几MHz信号频率不算特别高对寄生电感的敏感度不如去耦电容那么强。为什么不能放得太远滤波电容需要滤除的是电源模块输出的纹波如果离电源模块太远纹波在传输过程中已经通过其他路径耦合到电路中滤波效果会打折扣。放在中间位置既能有效滤除纹波又不会像去耦电容那样产生极强的高频干扰。去耦电容距离芯片最近 1 mm容量小1-100 nF一般0.1 μF左右为什么放得近体积小可以紧贴芯片放置响应时间要求高芯片开关瞬间需要纳秒级的瞬态电流必须离得近才能快速响应减小电流回路面积去耦电容与芯片之间形成完整的高频电流回路离得近可以减小回路面积从而减小EMI辐射为什么是强干扰源产生的EMI最频繁去耦电容从头到尾一直在充放电不像储能电容可能只有几次充放电di/dt和dv/dt最大在电流变化量相同的情况下去耦电容的响应时间最短di/dt和dv/dt最大产生的干扰最严重频率最高产生的信号频率在几十MHz到GHz级辐射能力强所以敏感信号线必须尽可能远离去耦电容。1.3 干扰机制一容性耦合电场干扰PDN电容在芯片状态切换的瞬态瞬间等效为一个高频电流源向芯片提供和吸收瞬态电流。这个过程中电容两端的电压快速变化高dv/dt通过导线间的寄生电容在相邻的敏感信号线上感应出位移电流形成干扰电压。这本质上就是容性串扰——干扰源导线与被干扰导线之间通过互电容耦合。1.4 干扰机制二感性耦合磁场干扰PDN电容与芯片引脚之间形成了一个高频电流环路——电流从电源平面流出经过电容进入芯片电源引脚再从芯片地引脚流回地平面。这个环路虽然面积小但电流变化率di/dt极大会产生交变磁场在相邻的敏感信号线回路中感应出噪声电压。这本质上就是感性串扰——两个电流回路之间通过互感耦合。1.5 干扰机制三辐射耦合天线效应电容-芯片之间的高频电流环路会向空间辐射电磁波。环路面积越大、电流变化率di/dt越高辐射强度越强。辐射出去的电磁波可以被板上的其他敏感电路接收形成远距离干扰。1.6 解决方案保持安全距离敏感信号线与PDN电容保持至少3W以上的间距高频电路建议≥5mm。避免在电容下方走线禁止在PDN电容焊盘正下方或紧邻层走敏感信号线。设置接地保护线在敏感线与噪声源之间增加接地保护线Guard Trace并打接地过孔形成屏蔽墙切断容性和感性耦合路径。最小化电容环路去耦电容尽量靠近芯片引脚放置走线短而宽回流路径最短化从源头减小辐射强度。总结一句话防串扰怎么防它就怎么防但因为PDN电容的di/dt和dv/dt特别大干扰强度更高所以要离得更远。2. 高频信号换层时为什么必须在信号过孔旁就近打回流地过孔核心结论高频信号通过过孔换层时如果回流路径不连续回流电流必须绕一大圈才能返回形成巨大的电流环路。根据电磁场理论环路面积越大EMI辐射越强。就近打回流地过孔可以让回流路径最短将环路面积降到最低。2.1 物理图像三维电流环路想象一个四层板结构顶层、内层1地平面、内层2电源平面、底层。一条信号线从顶层通过过孔换到底层顶层 ──────┐ │ 信号过孔 底层 │ ┌────── └──────┘信号电流从顶层流入过孔从过孔流出到底层。但电流必须形成回路——它需要从底层的地平面返回顶层的地平面。2.2 回流路径不连续的后果情况一有就近的回流地过孔顶层 ──────┐────── 信号孔 地孔 底层 │ ┌────── └──────┘信号过孔旁边有一个地过孔回流电流可以直接通过地过孔返回形成一个小环路。环路面积小EMI辐射弱。情况二没有就近的回流地过孔顶层 ──────┐───────────────── 信号孔 地孔很远 底层 │ ┌────── └──────────────┘如果没有就近的地过孔回流电流必须绕一大圈找到远处的地过孔才能返回。这会形成一个巨大的环路面积可能是前者的几十倍甚至上百倍。2.3 环路面积与EMI的关系根据电磁场理论电流环路的辐射强度与环路面积成正比辐射强度 ∝ 环路面积 × di/dt当信号频率高、di/dt大时如高速数字信号、开关电源即使环路面积只增加几倍EMI辐射也会显著增强。这就是为什么高频信号换层时必须就近打回流地过孔。总结一句话信号换层时回流电流必须跟着换层。就近打地过孔就是给回流电流一个快速通道避免它绕远路形成大环路。3. 地平面被分割对回流路径与EMI的影响核心结论地平面被分割后回流电流必须绕路形成大环路导致差模辐射增强。更严重的是分割导致地平面两侧产生电位差驱动共模电流通过外部路径电缆、机壳流动产生强烈的共模辐射。3.1 差模电流的回流路径当信号线跨越地平面的分割缝隙时回流电流无法直接在信号线下方返回必须绕路完整地平面 信号线 ────────→ I 回流路径←──────── I直接在信号线下方返回 分割地平面 信号线 ────┐ ┌────→ I │ │ 回流路径 └──────────┘ I绕了一大圈回流电流绕路后形成大环路差模辐射增强。3.2 共模电流的产生机制地平面分割不仅导致差模辐射增强还会产生更严重的共模辐射。机制如下第一步地平面产生电位差分割导致地平面被分成两部分地平面A和地平面B回流电流绕路时在地平面上产生压降两侧出现电位差 ΔV。第二步电位差驱动共模电流电位差 ΔV 会驱动额外的电流——共模电流 I_cm。共模电流的路径与差模电流完全不同差模电流信号的回流 信号线 → → → → → 地平面 ← ← ← ← ← 方向相反磁场抵消 共模电流 信号线 → → → → → 地平面 → → → → → 方向相同 ↓ 外部路径电缆、机壳 ↓ 返回噪声源关键区别差模电流信号线和地平面电流方向相反磁场相互抵消共模电流信号线和地平面电流方向相同都通过外部路径返回噪声源3.3 共模电流的完整路径噪声源地平面A ↓ 信号线 → → → → → 地平面 → → → → → 方向相同 ↓ 电缆/机壳外部路径 ↓ 地平面B ↓ 通过寄生电容或机壳返回噪声源共模电流从噪声源出发在信号线和地平面上同方向流动然后通过电缆、机壳等外部路径流动最后通过寄生电容或机壳返回噪声源。3.4 为什么共模辐射比差模辐射严重共模辐射比差模辐射严重得多原因有两个磁场不抵消差模电流的信号线和地平面电流方向相反磁场相互抵消共模电流的所有导体电流方向相同磁场相互叠加电缆变成天线共模电流通过电缆流动电缆变成高效的天线辐射强度是差模辐射的几十倍甚至上百倍3.5 工程实践保持地平面完整避免信号线跨越地平面分割缝隙必须分割时确保关键信号线不跨越分割区域使用缝合电容在分割缝隙两端放置电容为高频回流电流提供低阻抗路径电缆屏蔽层360°搭接确保屏蔽层与机壳良好连接为共模电流提供低阻抗返回路径总结一句话地平面分割 → 回流绕路 → 电位差 → 共模电流所有导体同方向流动→ 通过电缆/机壳返回 → 共模辐射比差模辐射严重得多。保持地平面完整是降低EMI的关键数模混合场景下的特殊处理详见模块4 第2节4. 电源层与地层的叠层紧耦合去耦机理核心结论电源层和地层之间天然形成一个寄生电容这个电容面积大、间距小可以等效为一个去耦电容。它的优点是没有额外成本与板上的分立去耦电容形成互补关系。但要让它发挥作用需要保证电源层和地层不被切割得太厉害且两层紧挨着。4.1 物理结构电源层和地层构成寄生电容在多层PCB中电源层和地层是两个平行的铜平面中间隔着薄薄的介质。这个结构本质上就是一个平板电容电源层 ━━━━━━━━━━━━━━ (导体) ══════════════ (介质) 地层 ━━━━━━━━━━━━━━ (导体)根据平板电容的原理面积越大电容越大间距越小电容越大电源层和地层的重叠面积通常很大整个板子的大小而两层之间的间距很小通常只有零点几毫米所以这个寄生电容的容量相当可观。4.2 为什么可以等效为去耦电容这个寄生电容在原理上和去耦电容是一样的并联在电源和地之间可以为芯片提供高频瞬态电流对高频信号呈现低阻抗但它的特殊之处在于面积超大整个电源层和地层的重叠区域都是电容寄生电感极小因为是平面结构没有引线和焊盘的电感没有额外成本不需要额外的元器件4.3 与分立去耦电容的互补关系分立去耦电容在超高频段500 MHz效率急剧下降因为电容的寄生电感限制了其高频性能。而层间寄生电容由于是分布式平面结构寄生电感极小可以在超高频段提供有效的去耦。完整的PDN去耦网络需要覆盖从低频到超高频的整个频段频率范围 DC ──→ kHz ──→ MHz ──→ 500MHz ──→ GHz │ │ │ │ │ 去耦方式 电源模块 储能电容 滤波电容 分立去耦 层间寄生 电容 电容各层电容协同工作层间寄生电容负责最高频段的去耦。4.4 使用限制电源层和地层不能被切割得太厉害层间寄生电容虽然好用但也有使用限制限制一电源层和地层不能被切割得太厉害如果电源层或地层被分割成很多小块层间电容的有效面积就大幅减小去耦效果大打折扣。所以要保证电源层和地层尽可能完整。限制二电源层和地层必须紧挨着层间电容的大小与两层间距成反比。如果电源层和地层之间隔了很多信号层间距变大电容就变小去耦效果就差了。所以在叠层设计时电源层和地层应该尽量相邻。限制三两层的残铜率不要差太多残铜率是指保留的铜面积占总面积的比例。层间电容的大小取决于电源层和地层的重叠面积。如果电源层残铜率高比如90%地层残铜率低比如50%那么重叠面积最多是50%当地层完全包含在电源层内时实际可能更小。如果两层残铜率都高比如都是90%重叠面积就接近90%层间电容就大。所以设计时要保证两层的残铜率相近最大化重叠面积。4.5 工程实践叠层设计优先保证电源层和地层相邻且间距最小保持平面完整避免电源层和地层被过度分割高频设计对于GHz级高速信号层间寄生电容是不可或缺的去耦手段与分立电容配合层间寄生电容不能替代分立去耦电容两者需要配合使用总结一句话电源层和地层构成寄生电容面积大、间距小、寄生电感极小在超高频段提供无成本的去耦。但要让它发挥作用需要保证电源层和地层完整、紧挨着、间距均匀。模块3总结本模块从四个角度讨论了EMI与回流路径问题PDN电容附近的EMI干扰及防护高频信号换层时的回流地过孔设计地平面分割对回流路径和共模辐射的影响电源层与地层的叠层紧耦合去耦机理核心思想最小化电流环路面积保持回流路径连续是降低EMI的关键。版权声明本文为CSDN博主原创文章遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议转载请附上原文出处链接和本声明。相关文章RLC视角下的PCB设计一电源完整性-CSDN博客RLC视角下的PCB设计二信号完整性-CSDN博客RLC视角下的PCB设计三EMI与回流路径-CSDN博客RLC视角下的PCB设计四数模混合与高压设计-CSDN博客标签#PCB设计 #EMI #回流路径 #地平面 #共模辐射 #去耦电容 RLC视角下的PCB设计（三）：EMI与回流路径
1. 为什么不能把敏感信号线放在PDN电容附近核心结论PDN电容包括储能电容、滤波电容、去耦电容在芯片状态切换的瞬态瞬间等效为高频电流源向芯片提供和吸收瞬态电流会产生强烈的EMI干扰。敏感信号线必须远离它们否则会受到三重干扰电场干扰、磁场干扰、天线效应。注耦合电容不属于PDN电容它串联在信号通路中主要作用是传递交流信号、隔离直流两侧电压电流相对平稳di/dt和dv/dt都不大本身不是EMI干扰源。耦合电容的放置主要考虑信号完整性不是EMI问题本节不详细讨论。1.1 PDN电容为什么会产生EMI干扰PDN电容的核心功能是在芯片状态切换的瞬态瞬间快速释放电荷。这个过程中电流变化率di/dt极大芯片开关瞬间需要纳秒级的瞬态大电流电压变化率dv/dt极大电容两端的电压快速充放电高频电流环路电流从电源平面→电容→芯片→地平面形成高频环路根据麦克斯韦方程组变化的电流产生变化的磁场变化的电压产生变化的电场。这些交变的电磁场会向外辐射形成EMI干扰。1.2 三种电容的放置位置与EMI的关系储能电容距离芯片最远10-50 mm容量大几十到几百μF体积也大为什么放得远储能电容体积大如果离芯片太近会占用走线空间影响其他元件的布置。为什么可以放得远储能电容应对的是低频kHz级的持续电流需求变化周期长频率低。根据 Z jωL频率低意味着寄生电感L造成的阻抗小所以即使离得远传输线上的寄生电感对它的影响也不大。滤波电容距离芯片中等1-5 mm容量中等100 nF - 10 μF一般10 μF左右目的滤除电源纹波以及中间路径阻抗造成的电压波动为什么放得远一点滤波电容的容量比去耦电容大体积也相对较大需要一定的空间。而且它应对的是中频几十kHz到几MHz信号频率不算特别高对寄生电感的敏感度不如去耦电容那么强。为什么不能放得太远滤波电容需要滤除的是电源模块输出的纹波如果离电源模块太远纹波在传输过程中已经通过其他路径耦合到电路中滤波效果会打折扣。放在中间位置既能有效滤除纹波又不会像去耦电容那样产生极强的高频干扰。去耦电容距离芯片最近 1 mm容量小1-100 nF一般0.1 μF左右为什么放得近体积小可以紧贴芯片放置响应时间要求高芯片开关瞬间需要纳秒级的瞬态电流必须离得近才能快速响应减小电流回路面积去耦电容与芯片之间形成完整的高频电流回路离得近可以减小回路面积从而减小EMI辐射为什么是强干扰源产生的EMI最频繁去耦电容从头到尾一直在充放电不像储能电容可能只有几次充放电di/dt和dv/dt最大在电流变化量相同的情况下去耦电容的响应时间最短di/dt和dv/dt最大产生的干扰最严重频率最高产生的信号频率在几十MHz到GHz级辐射能力强所以敏感信号线必须尽可能远离去耦电容。1.3 干扰机制一容性耦合电场干扰PDN电容在芯片状态切换的瞬态瞬间等效为一个高频电流源向芯片提供和吸收瞬态电流。这个过程中电容两端的电压快速变化高dv/dt通过导线间的寄生电容在相邻的敏感信号线上感应出位移电流形成干扰电压。这本质上就是容性串扰——干扰源导线与被干扰导线之间通过互电容耦合。1.4 干扰机制二感性耦合磁场干扰PDN电容与芯片引脚之间形成了一个高频电流环路——电流从电源平面流出经过电容进入芯片电源引脚再从芯片地引脚流回地平面。这个环路虽然面积小但电流变化率di/dt极大会产生交变磁场在相邻的敏感信号线回路中感应出噪声电压。这本质上就是感性串扰——两个电流回路之间通过互感耦合。1.5 干扰机制三辐射耦合天线效应电容-芯片之间的高频电流环路会向空间辐射电磁波。环路面积越大、电流变化率di/dt越高辐射强度越强。辐射出去的电磁波可以被板上的其他敏感电路接收形成远距离干扰。1.6 解决方案保持安全距离敏感信号线与PDN电容保持至少3W以上的间距高频电路建议≥5mm。避免在电容下方走线禁止在PDN电容焊盘正下方或紧邻层走敏感信号线。设置接地保护线在敏感线与噪声源之间增加接地保护线Guard Trace并打接地过孔形成屏蔽墙切断容性和感性耦合路径。最小化电容环路去耦电容尽量靠近芯片引脚放置走线短而宽回流路径最短化从源头减小辐射强度。总结一句话防串扰怎么防它就怎么防但因为PDN电容的di/dt和dv/dt特别大干扰强度更高所以要离得更远。2. 高频信号换层时为什么必须在信号过孔旁就近打回流地过孔核心结论高频信号通过过孔换层时如果回流路径不连续回流电流必须绕一大圈才能返回形成巨大的电流环路。根据电磁场理论环路面积越大EMI辐射越强。就近打回流地过孔可以让回流路径最短将环路面积降到最低。2.1 物理图像三维电流环路想象一个四层板结构顶层、内层1地平面、内层2电源平面、底层。一条信号线从顶层通过过孔换到底层顶层 ──────┐ │ 信号过孔 底层 │ ┌────── └──────┘信号电流从顶层流入过孔从过孔流出到底层。但电流必须形成回路——它需要从底层的地平面返回顶层的地平面。2.2 回流路径不连续的后果情况一有就近的回流地过孔顶层 ──────┐────── 信号孔 地孔 底层 │ ┌────── └──────┘信号过孔旁边有一个地过孔回流电流可以直接通过地过孔返回形成一个小环路。环路面积小EMI辐射弱。情况二没有就近的回流地过孔顶层 ──────┐───────────────── 信号孔 地孔很远 底层 │ ┌────── └──────────────┘如果没有就近的地过孔回流电流必须绕一大圈找到远处的地过孔才能返回。这会形成一个巨大的环路面积可能是前者的几十倍甚至上百倍。2.3 环路面积与EMI的关系根据电磁场理论电流环路的辐射强度与环路面积成正比辐射强度 ∝ 环路面积 × di/dt当信号频率高、di/dt大时如高速数字信号、开关电源即使环路面积只增加几倍EMI辐射也会显著增强。这就是为什么高频信号换层时必须就近打回流地过孔。总结一句话信号换层时回流电流必须跟着换层。就近打地过孔就是给回流电流一个快速通道避免它绕远路形成大环路。3. 地平面被分割对回流路径与EMI的影响核心结论地平面被分割后回流电流必须绕路形成大环路导致差模辐射增强。更严重的是分割导致地平面两侧产生电位差驱动共模电流通过外部路径电缆、机壳流动产生强烈的共模辐射。3.1 差模电流的回流路径当信号线跨越地平面的分割缝隙时回流电流无法直接在信号线下方返回必须绕路完整地平面 信号线 ────────→ I 回流路径←──────── I直接在信号线下方返回 分割地平面 信号线 ────┐ ┌────→ I │ │ 回流路径 └──────────┘ I绕了一大圈回流电流绕路后形成大环路差模辐射增强。3.2 共模电流的产生机制地平面分割不仅导致差模辐射增强还会产生更严重的共模辐射。机制如下第一步地平面产生电位差分割导致地平面被分成两部分地平面A和地平面B回流电流绕路时在地平面上产生压降两侧出现电位差 ΔV。第二步电位差驱动共模电流电位差 ΔV 会驱动额外的电流——共模电流 I_cm。共模电流的路径与差模电流完全不同差模电流信号的回流 信号线 → → → → → 地平面 ← ← ← ← ← 方向相反磁场抵消 共模电流 信号线 → → → → → 地平面 → → → → → 方向相同 ↓ 外部路径电缆、机壳 ↓ 返回噪声源关键区别差模电流信号线和地平面电流方向相反磁场相互抵消共模电流信号线和地平面电流方向相同都通过外部路径返回噪声源3.3 共模电流的完整路径噪声源地平面A ↓ 信号线 → → → → → 地平面 → → → → → 方向相同 ↓ 电缆/机壳外部路径 ↓ 地平面B ↓ 通过寄生电容或机壳返回噪声源共模电流从噪声源出发在信号线和地平面上同方向流动然后通过电缆、机壳等外部路径流动最后通过寄生电容或机壳返回噪声源。3.4 为什么共模辐射比差模辐射严重共模辐射比差模辐射严重得多原因有两个磁场不抵消差模电流的信号线和地平面电流方向相反磁场相互抵消共模电流的所有导体电流方向相同磁场相互叠加电缆变成天线共模电流通过电缆流动电缆变成高效的天线辐射强度是差模辐射的几十倍甚至上百倍3.5 工程实践保持地平面完整避免信号线跨越地平面分割缝隙必须分割时确保关键信号线不跨越分割区域使用缝合电容在分割缝隙两端放置电容为高频回流电流提供低阻抗路径电缆屏蔽层360°搭接确保屏蔽层与机壳良好连接为共模电流提供低阻抗返回路径总结一句话地平面分割 → 回流绕路 → 电位差 → 共模电流所有导体同方向流动→ 通过电缆/机壳返回 → 共模辐射比差模辐射严重得多。保持地平面完整是降低EMI的关键数模混合场景下的特殊处理详见模块4 第2节4. 电源层与地层的叠层紧耦合去耦机理核心结论电源层和地层之间天然形成一个寄生电容这个电容面积大、间距小可以等效为一个去耦电容。它的优点是没有额外成本与板上的分立去耦电容形成互补关系。但要让它发挥作用需要保证电源层和地层不被切割得太厉害且两层紧挨着。4.1 物理结构电源层和地层构成寄生电容在多层PCB中电源层和地层是两个平行的铜平面中间隔着薄薄的介质。这个结构本质上就是一个平板电容电源层 ━━━━━━━━━━━━━━ (导体) ══════════════ (介质) 地层 ━━━━━━━━━━━━━━ (导体)根据平板电容的原理面积越大电容越大间距越小电容越大电源层和地层的重叠面积通常很大整个板子的大小而两层之间的间距很小通常只有零点几毫米所以这个寄生电容的容量相当可观。4.2 为什么可以等效为去耦电容这个寄生电容在原理上和去耦电容是一样的并联在电源和地之间可以为芯片提供高频瞬态电流对高频信号呈现低阻抗但它的特殊之处在于面积超大整个电源层和地层的重叠区域都是电容寄生电感极小因为是平面结构没有引线和焊盘的电感没有额外成本不需要额外的元器件4.3 与分立去耦电容的互补关系分立去耦电容在超高频段500 MHz效率急剧下降因为电容的寄生电感限制了其高频性能。而层间寄生电容由于是分布式平面结构寄生电感极小可以在超高频段提供有效的去耦。完整的PDN去耦网络需要覆盖从低频到超高频的整个频段频率范围 DC ──→ kHz ──→ MHz ──→ 500MHz ──→ GHz │ │ │ │ │ 去耦方式 电源模块 储能电容 滤波电容 分立去耦 层间寄生 电容 电容各层电容协同工作层间寄生电容负责最高频段的去耦。4.4 使用限制电源层和地层不能被切割得太厉害层间寄生电容虽然好用但也有使用限制限制一电源层和地层不能被切割得太厉害如果电源层或地层被分割成很多小块层间电容的有效面积就大幅减小去耦效果大打折扣。所以要保证电源层和地层尽可能完整。限制二电源层和地层必须紧挨着层间电容的大小与两层间距成反比。如果电源层和地层之间隔了很多信号层间距变大电容就变小去耦效果就差了。所以在叠层设计时电源层和地层应该尽量相邻。限制三两层的残铜率不要差太多残铜率是指保留的铜面积占总面积的比例。层间电容的大小取决于电源层和地层的重叠面积。如果电源层残铜率高比如90%地层残铜率低比如50%那么重叠面积最多是50%当地层完全包含在电源层内时实际可能更小。如果两层残铜率都高比如都是90%重叠面积就接近90%层间电容就大。所以设计时要保证两层的残铜率相近最大化重叠面积。4.5 工程实践叠层设计优先保证电源层和地层相邻且间距最小保持平面完整避免电源层和地层被过度分割高频设计对于GHz级高速信号层间寄生电容是不可或缺的去耦手段与分立电容配合层间寄生电容不能替代分立去耦电容两者需要配合使用总结一句话电源层和地层构成寄生电容面积大、间距小、寄生电感极小在超高频段提供无成本的去耦。但要让它发挥作用需要保证电源层和地层完整、紧挨着、间距均匀。模块3总结本模块从四个角度讨论了EMI与回流路径问题PDN电容附近的EMI干扰及防护高频信号换层时的回流地过孔设计地平面分割对回流路径和共模辐射的影响电源层与地层的叠层紧耦合去耦机理核心思想最小化电流环路面积保持回流路径连续是降低EMI的关键。版权声明本文为CSDN博主原创文章遵循 CC 4.0 BY-SA 版权协议转载请附上原文出处链接和本声明。相关文章RLC视角下的PCB设计一电源完整性-CSDN博客RLC视角下的PCB设计二信号完整性-CSDN博客RLC视角下的PCB设计三EMI与回流路径-CSDN博客RLC视角下的PCB设计四数模混合与高压设计-CSDN博客标签#PCB设计 #EMI #回流路径 #地平面 #共模辐射 #去耦电容