在设计PCB时，我们通常依赖于我们通常在互联网上找到的经验和技巧。 每个 PCB 设计都可以针对特定应用进行优化。 通常，其设计规则仅适用于目标应用程序。 例如，ADC PCB 规则不适用于 RF PCB，反之亦然。 但是，某些指南可被视为适用于任何 PCB 设计的通用指南。 在这里，在本教程中，我们将介绍一些可以显着改进 PCB 设计的基本问题和技巧。
配电是任何电气设计中的关键要素。 您的所有组件都依靠电源来执行其功能。 根据您的设计，某些组件可能具有不同的电源连接，而同一板上的某些组件可能具有较差的电源连接。 例如，如果所有组件都由一根接线供电，则每个组件都会观察到不同的阻抗，从而导致多个接地参考。 例如，如果您有两个 ADC 电路，一个在开头，另一个在结尾，并且两个 ADC 都读取外部电压，则每个模拟电路将读取相对于自身的不同电位。
我们可以用三种可能的方式概括功率分布：单点源、星源和多点源。
(a) 单点供电：各元件的电源和地线相互分开。 所有组件的电源布线仅在一个参考点处相遇。 单点被认为适合电源。 但是，这对于复杂或大/中型项目是不可行的。
(b) 星源：星源可以看作是单点源的改进。 由于其关键特性，它有所不同：组件之间的布线长度相同。 星形连接通常用于具有各种时钟的复杂高速信号板。 在高速信号PCB中，信号通常来自边缘，然后到达中心。 所有信号都可以从中心传输到电路板的任何区域，并且可以减少区域之间的延迟。
(c) 多点来源：在任何情况下都被认为是差的。 但是，它很容易在任何电路中使用。 多点源可能会在组件之间和公共阻抗耦合中产生参考差异。 这种设计风格还允许高开关 IC、时钟和 RF 电路在共享连接的附近电路中引入噪声。
当然，在我们的日常生活中，我们不会总是有单一类型的分布。 我们可以做出的权衡是将单点源与多点源混合。 您可以将模拟敏感设备和高速/射频系统放在一处，而将所有其他不太敏感的外围设备放在一处。
你有没有想过是否应该使用动力飞机？ 答案是肯定的。 电源板是传输电源和降低任何电路噪声的方法之一。 电源层缩短了接地路径，降低了电感，提高了电磁兼容（EMC）性能。 也是因为在两侧的电源平面上还产生了一个平行板去耦电容，以防止噪声传播。
电源板还有一个明显的优势：由于面积大，允许更多的电流通过，从而增加了PCB的工作温度范围。 但请注意：电源层可以提高工作温度，但布线也要考虑。 跟踪规则由ipc-2221和ipc-9592给出
对于带有射频源（或任何高速信号应用）的 PCB，您必须有一个完整的接地层，以提高电路板的性能。 信号必须位于不同的平面上，使用两层板几乎不可能同时满足这两个要求。 如果要设计天线或任何低复杂度的 RF 板，可以使用两层。 下图展示了您的 PCB 如何更好地使用这些平面。
在混合信号设计中，制造商通常建议模拟地与数字地分开。 敏感的模拟电路很容易受到高速开关和信号的影响。 如果模拟接地和数字接地不同，接地平面将分开。 然而，它具有以下缺点。 我们应该注意主要由地平面的不连续性引起的分割地的串扰和环路面积。 下图显示了两个独立接地层的示例。 在左侧，返回电流不能直接沿着信号路径通过，因此将有一个环路区域，而不是在右侧环路区域中设计。
电磁兼容性和电磁干扰 (EMI)
对于高频设计（例如 RF 系统），EMI 可能是一个主要缺点。 前面讨论的地平面有助于降低 EMI，但根据您的 PCB，地平面可能会导致其他问题。 在四层或更多层的层压板中，飞机的距离非常重要。 当平面之间的电容很小时，电场会在板上扩大。 同时，两个平面之间的阻抗减小，允许返回电流流向信号平面。 这将对通过平面的任何高频信号产生 EMI。
避免 EMI 的一个简单解决方案是防止高速信号穿过多个层。 加去耦电容； 并在信号线周围放置接地过孔。 下图显示了具有高频信号的良好 PCB 设计。
过滤噪音
旁路电容器和铁氧体磁珠是用于过滤任何组件产生的噪声的电容器。 基本上，如果用于任何高速应用，任何 I/O 引脚都可能成为噪声源。 为了更好的利用这些内容，我们需要注意以下几点：
始终将铁氧体磁珠和旁路电容器尽可能靠近噪声源。
当我们使用自动布局和自动布线时，我们应该考虑要检查的距离。
避免过滤器和组件之间的过孔和任何其他布线。
如果有地平面，请使用多个通孔将其正确接地。