不得不知的PCB布局陷阱：您还在浪费时间和金钱吗？

路过孔的影响（图5）：

　　式中，LVIA为过孔的集总电感；h为过孔高度，单位为英寸；d为过孔直径，单位为英寸2。

　　图5. PCB横截面用于估算寄生影响的过孔结构

　　寄生电感往往对旁路电容的连接影响很大。理想的旁路电容在电源层与地层之间提供高频短路，但是，非理想过孔则会影响地层和电源层之间的低感通路。典型的 PCB过孔（d = 10 mil、h = 62.5 mil）大约等效于一个1.34nH电感。给定ISM-RF产品的特定工作频率，过孔会对敏感电路（例如，谐振槽路、滤波器以及匹配网络等）造成不良影响。

　　如果敏感电路共用过孔，例如π型网络的两个臂，则会产生其它问题。例如，放置一个等效于集总电感的理想过孔，等效原理图则与原电路设计有很大区别（图6）。与共用电流通路的串扰一样3，导致互感增大，加大串扰和馈通。

　　图6. 理想架构与非理想架构比较，电路中存在潜在的"信号通路"。

　　综上所述，电路布局需要遵循以下原则：

　　确保对敏感区域的过孔电感建模。

　　滤波器或匹配网络采用独立过孔。

　　注意，较薄的PCB覆铜会降低过孔寄生电感的影响。

　　引线长度

　　Maxim ISM-RF产品的数据资料往往建议使用尽可能短的高频输入、输出引线，从而将损耗和辐射降至最小。另一方面，这种损耗通常是由于非理想寄生参数引起的，所以寄生电感和电容都会影响电路布局，使用尽可能短的引线有助于降低寄生参数。通常情况下，10 mil宽、距离地层0.0625in的PCB引线，如果采用的是FR4电路板，则产生大约19nH/in的电感和大约1pF/in的分布电容。对于具有 20nH电感、3pF电容的LAN/混频器电路，电路、元器件布局非常紧凑时，会对有效元件值造成很大影响。

　　"Institute for Printed Circuits"中的IPC-D-317A4提供了一个行业标准方程，用于估算微带线PCB的各种阻抗参数。该文件在2003年被IPC-2251取代5，后者为各种PCB引线提供更准确的计算方法。可以通过各种渠道获得在线计算器，其中大多数都基于IPC-2251提供的方程式。密苏里理工大学的电磁兼容性实验室提供了一个非常实用的PCB引线阻抗计算方法6。

　　公认的计算微带线阻抗的标准是：

　　式中，εr为电介质的介电常数，h为引线距离地层的高度，w为引线宽度，t为引线厚度（图7）。w/h介于0.1至2.0、εr介于1至15之间时，该公式的计算结果相当准确7。

　　图7. 该图为PCB横截面（与图5类似），表示用于计算微带线阻抗的结构。

　　为评估引线长度的影响，确定引线寄生参数对理想电路的去谐效应更实用。本例中，我们讨论杂散电容和电感。用于微带线的特征电容标准方程为：

　　同理，可利用上述方程从方程式中计算得到特征电感：

　　举例说明，假设PCB厚度为0.0625in （h = 62.5 mil），1盎司覆铜引线（t = 1.35 mil），宽度为0.01in （w = 10 mil），采用FR-4电路板。注意，FR-4的εr典型值为4.35法拉/米（F/m），但范围可从4.0F/m至4.7F/m。本例计算得到的特征值为Z0 = 134Ω，C0 = 1.04pF/in，L0 = 18.7nH/in。

　　对于ISM-RF设计中，电路板上布局长度为12.7mm （0.5in）的引线，可产生大约0.5pF和9.3nH的寄生参数（图8）。这一等级的寄生参数对于接收器谐振槽路的影响（LC乘积的变化），可能产生315MHz ±2%或433.92MHz ±3.5%的变化。由于引线寄生效应所产生的附加电容和电感，使得315MHz振荡频率的峰值达到312.17MHz，433.92MHz振荡频率的峰值达到426.61MHz。

　　图8. 一个紧凑的PCB布局，寄生效应会对电路产生影响。

　　另外一个例子是Maxim的超外差接收机（MAX7042(＄2.7295)）的谐振槽路，推荐使用的元件在315MHz时为1.2pF和30nH；433.92MHz时为0pF和16nH。利用方程计算谐振电路振荡频率：

　　评估板谐振电路应包括封装和布局的寄生效应，计算315MHz谐振频率时，寄生参数分别为7.3pF和7.5pF。注意，LC乘积表现为集总电容。

　　综上所述，布板须遵循以下原则：

　　保持引线长度尽可能短。

　　关键电路尽量靠近器件放置。

　　根据实际布局寄生效应对关键元件进行补偿。

少数几个常见原因4：接地与填充处理#e#

　　接地与填充处理

　　接地或电源层定义了一个公共参考电压，通过低阻通路为系统的所有部件供电。按照这种方式均衡所有电场，产生良好的屏蔽机制。

直流电流总是倾向于沿着低阻通路流通。同理，高频电流也是优先流过最低电阻的通路。所以，对于地层上方的标准PCB微带线，返回电流试图流入引线正下方的接地区域。按照上述引线耦合部分所述，割断的接地区域会引入各种噪声，