Allegro学习笔记5,层叠
### Allegro层叠详解 #### 一、层叠的基本概念 在电子设计自动化(EDA)领域,Allegro是一款广泛使用的PCB设计软件,尤其在复杂电路板设计方面表现出色。随着电路复杂度的增加,单层或双层PCB往往无法满足设计需求,因此多层PCB的应用变得越来越普遍。多层PCB通过增加内部的信号层、电源层和接地层来提高电路性能,并解决诸如电磁干扰(EMI)、信号完整性等问题。 #### 二、层叠的优势 多层PCB的主要优势包括: 1. **改善信号完整性**:通过合理布置接地层和电源层,可以有效减少信号反射和串扰,提高信号质量。 2. **增强电磁兼容性(EMC)**:利用层叠结构中的镜像平面等技术,可以减少EMI/EMC问题,提高系统的整体稳定性。 3. **简化布线过程**:多层设计提供了更多的布线空间,使复杂电路的布线变得更加容易。 4. **提高散热效率**:增加的内层可以作为热沉,帮助热量分散,改善散热性能。 #### 三、EMI/EMC设计要点 针对EMI/EMC问题,Allegro提供了多种策略和技术,其中最重要的是“磁通量消除”和“磁通量最小化”。 - **磁通量消除**:通过使用镜像平面来减少射频电流的影响,使得射频电流与其电流源紧密耦合,避免额外寻找回路路径。 - **磁通量最小化**:确保信号回路与信号路径并行且接近,以此减少磁通量,降低辐射干扰。 #### 四、层叠设计原则 合理的层叠设计对于实现上述优势至关重要,具体包括以下几个原则: 1. **元件面与焊接面为完整的地平面**:用于屏蔽干扰。 2. **避免相邻信号层**:减少信号间的串扰。 3. **信号层与地平面相邻**:提高信号完整性。 4. **关键信号与地层相邻**:避免跨越分割区域,减少信号干扰。 #### 五、不同层数的PCB设计方案 根据PCB的层数不同,常见的设计方案有: 1. **4层板**: - **方案1**:元件面下设地平面,关键信号优先在顶层布线,芯板不宜过厚以降低电源、地平面的分布阻抗。 - **方案2**:电源、地平面距离较远,导致阻抗过高;信号阻抗不连续。 - **方案3**:适用于关键信号在底层布线的情况。 2. **6层板**: - **方案3**:通过增加一个内电层来优化方案1和方案2,每个信号层都与内电层直接相邻,提高信号隔离性和EMC性能。 3. **8层及以上板**: - **8层板方案1**:虽然信号层较多,有利于布线,但电源层和地线层分隔较远,信号隔离性较差。 - 随着层数的增加(如10层板、12层板),可以通过增加更多信号层和内电层来进一步优化信号质量和EMC性能。 #### 六、Allegro层叠设置 在Allegro中,可以通过以下步骤进行层叠结构的编辑和定义: 1. **通过“Setup—>CrossSection”进入层叠设置界面**。 2. **通过“Setup—>Subclasses—>Etch”进行更细致的设置**。 3. **调整Physical Thickness**:通过Sum按钮计算出PCB的整体厚度。 4. **选择材料类型**:根据需要选择不同的材料。 5. **指定层类型**:包括信号层(Conductor)、电介质层(Dielectric)和地层/电源层(Plane)。 通过以上步骤,可以精细地控制PCB的层叠结构,实现最佳的设计效果。
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