多层高速PCB设计学习（一）初探基本知识（附单层设计补充）

多层高速PCB设计学习笔记（二）基本设计原则及EMC分析

多层高速PCB设计学习笔记（三） GND的种类及PCB中GND布线实战

多层高速PCB设计学习笔记（四）四层板实战（上）之常见模块要求

多层高速PCB设计学习笔记（五）四层板实战（下）之阻抗控制计算（SI9000）

之前了解了一些模块的接口和含义，现在处理一个复杂的PCB中GND的问题

（1）数字地：也叫逻辑地，是各种开关量（数字量）信号的零电位。

（2）模拟地：是各种模拟量信号的零电位。

（3）信号地：通常为传感器的地。

（4）交流地：交流供电电源的地线，这种地通常是产生噪声的地。

（5）直流地：直流供电电源的地。

（6）屏蔽地：也叫机壳地，为防止静电感应和磁场感应而设。

（1）在低频电路中，布线和元件间的电感并不是什么大问题，然而接地形成的环路的干扰影响很大，因此，常以一点作为接地点；但一点接地不适用于高频，因为高频时，地线上具有电感因而增加了地线阻抗，同时各地线之间又产生电感耦合。一般来说，频率在1MHz以下，可用一点接地；高于10MHz时，采用多点接地；在1～10MHz之间可用一点接地，也可用多点接地。

（2）交流地与信号地不能共用。由于在一段电源地线的两点间会有数mV甚至几V电压，对低电平信号电路来说，这是一个非常重要的干扰，因此必须加以隔离和防止。

（3）浮地与接地的比较。全机浮空即系统各个部分与大地浮置起来，这种方法简单，但整个系统与大地绝缘电阻不能小于50MΩ。这种方法具有一定的抗干扰能力，但一旦绝缘下降就会带来干扰。还有一种方法，就是将机壳接地，其余部分浮空。这种方法抗干扰能力强，安全可靠，但实现起来比较复杂。

（4）模拟地。模拟地的接法十分重要。为了提高抗共模干扰能力，对于模拟信号可采用屏蔽浮技术。对于具体模拟量信号的接地处理要严格按照操作手册上的要求设计。

（5）屏蔽地。在控制系统中为了减少信号中电容耦合噪声、准确检测和控制，对信号采用屏蔽措施是十分必要的。根据屏蔽目的不同，屏蔽地的接法也不一样。电场屏蔽解决分布电容问题，一般接大地；电磁场屏蔽主要避免雷达、电台等高频电磁场辐射干扰。利用低阻金属材料高导流而制成，可接大地。磁场屏蔽用以防磁铁、电机、变压器、线圈等磁感应，其屏蔽方法是用高导磁材料使磁路闭合，一般接大地为好。

注意：

（1）布线的时候尽量不要跨电源分割，这也是因为信号跨越了不同电源层后，它的回流途径就会很长了，容易受到干扰

（2）将模拟地和数字地分开，模拟信号和数字信号都要回流到地，因为数字信号变化速度快，从而在数字地上引起的噪声就会很大，而模拟信号是需要一个干净的地参考工作的。如果模拟地和数字地混在一起，噪声就会影响到模拟信号。一般来说，模拟地和数字地要分开处理，然后通过细的走线连在一起，或者单点接在一起。总的思想是尽量阻隔数字地上的噪声窜到模拟地上。当然这也不是非常严格的要求模拟地和数字地必须分开，如果模拟部分附近的数字地还是很干净的话可以合在一起。

VCC表示模拟信号电源，GND表示模拟信号地，VDD表示数字信号电源，VSS表示数字电源地。

根据经验法则，对于低于1MHZ的电路，采用单点接地较好；对于高于10MHZ，则采用多点接地为佳。对于介于两者之间的频率而言，只要最长传输线的长度L小于/20入，则可采用单点接地以避免公共阻抗耦合。

学习ETA9640充电宝充电和升压的管理芯片时，看到芯片手册里面的PCB布局分开了模拟GND和数字GND（深色部分是铺铜） 简单介绍一下这个芯片：

ETA9640是一个完全集成的电源管理单元，专门设计用于移动 充电器、备用电池充电器等应用而设计的。它包括一个高效率的同步升压装置。

它由一个高效率的同步升压转换器和一个线性电池充电器组成。该升压转换器可以在锂电池输入电压为5V时提供高达1A的输出电流。提供了强大的输出过载保护。还有LED 指示灯，因为整个装置在充电期间只消耗不到100uA的静态电流。

ETA9640采用ESOP8封装。 这里初步看出模拟地和数字地是分开的，那么之后具体该怎么连接在一起呢？

实例分析及其操作： 视频:从大坝来看GND和铺铜到底该如何处理！ 从图中分析；

（1）首先那两个红色的地方说明，大电流和小电流的GND要分割，不然会相互影响。

（2）其次下一级的GND要回到上一级，12v转5v 和 5v转3V这两个模块，下一级的5v要连接上上一级的5v

（3）单片机的模拟地和数字地分别回到他们的来源：3.3vGND，因为一般是3.3v供电

（4）一般模块内的GND要连接在一起（模块指的是例如3.3v的一整个模块），例如下图，左右应该在布线时分开，但是框里的应该连在一起

（5）不要大面积直接铺地，全部连在一起。

（6）单点接地如下图，还是利用铺铜加过孔连接一起

还是有待学习，评论区有不同意见；

2022.11.20更新

视频链接： “你割了吗？”数字地和模拟地到底要不要分割？

通过一个磁珠将数字信号和模拟信号连接

开源的FPGA开发板 数字地和模拟地连在一起了 地平面很完整

双层板尽量不要在地平面走线，如果走也要经量短，像上图，底层走线后，在顶层通过过孔把GND连在一起，保证回流路径