【摘 要】PCB（Printed Circuit Board），翻譯成中文可以叫印制電路板，還有其他的叫法如：印刷電路板、印刷線路板，可以簡稱為印制板。印制電路板的主要作用是連接電子元器件之間的電氣。在眾多電子工業(yè)的部件中，印制電路板用途廣泛，且影響力較大。本文主要從幾個方面講述PCB設置接地回路導通孔對信號傳輸性能的影響。

【關鍵詞】PCB 接地回路導通孔 信號傳輸 多層傳輸

隨著科學技術的進步，信號的傳輸也越來越先進。不僅頻率越來越大，而且向著高速數(shù)字化不斷邁進。但是，也正因為如此，信號的完整性得不到保障，傳輸損失可想而知。為了提高信號傳輸?shù)耐暾阅?，需要弄清楚影響信號完整性能的因素。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，在較高頻信號傳輸中，靠近信號導通孔的地方相當關鍵。為了降低信號損失，眾多的辦法之中選擇設置接地回路導通孔是比較明智的。

一、信號層的傳輸性能與結(jié)構(gòu)關系

（一）各種導通孔的連接結(jié)構(gòu)

由電流的流動方向可以判斷出“電容”流通量由阻抗值來決定。這里的阻抗值是指信號導通孔以及流通回路產(chǎn)生的電感所形成的。在高頻（≥1 GHz）時，接地回路導通孔與信號導通孔的距離小是相當關鍵的。層之間的距離小，兩種孔的距離小會減少信號損耗。不同平面（層）間和接地回路導通孔等的結(jié)構(gòu)情況如圖1所示：

（二）傳輸信號損失

通常說的傳輸信號損失一般發(fā)生在層面之間信號輸入和輸出的過程中。1.信號傳輸因素（TransferFunction），2.接地回路導通孔與各種導通孔的距離。

圖2可知，傳輸信號損失的情況與有無接地回路導通孔有關。在較低頻如頻率f≤1 GHz下時，接地回路導通孔（含位置）的有無基本上不會影響信號傳輸?shù)膿p失大小。在頻率超過1 GHz時，情況發(fā)生了急劇變化。一旦頻率大于10 GHz以上，接地回路導通孔與信號導通孔間距離大小將對信號傳輸?shù)膿p失的效果就相當明顯了，從圖中曲線可以看出。

二、接地回路導通孔多層間的傳輸性能

圖3向我們展示了信號經(jīng)過多個“層面對”傳輸損失情況。多個“層面”之間的回路導通孔連接在“背板”和“母板”的結(jié)構(gòu)中比較常見?！皩用妗睌?shù)量增加，傳輸信號損失增大；“層面”數(shù)量減小，傳輸信號損失也減小[1]。我們可以把三個層面的連接看成是兩對層面的連接。所以，層面對增加，信號傳輸損也會增加，頻率高的時候特別明顯。

三、接地回路微導通孔對電磁干擾的影響

高速信號傳輸中電磁干擾（EMI）、電磁兼容（EMC）和信號完整性（SI）都是信號傳輸性能的重要組成[2]。所以，影響其中任何一項，都會改變信號傳輸損失。采用接地回路導通孔是針對電磁干擾（EMI）的，能減少發(fā)射干擾信號。如圖5所示。

從圖5中可以看出，最大電磁干擾（EMI）的影響在頻率1 GHz～10 GHz之間，超過10 GHz，作用明顯減小[3]。還有另外一點，接地回路導通孔與信號導通孔之間的距離要盡量小。距離越小，能使信號功率越大，并且差距很明顯。

四、總結(jié)

總之，通過以上分析，設置接地回路導通孔在頻率較高的信號傳輸中作用比較大。而在頻率較低（f≤1 GHz）時，接地回路導通孔的設置距離就相對隨便一些了。在高頻信號傳輸中，還會存在著信號諧波和噪音發(fā)射等問題。接地回路導通孔的數(shù)量當然有影響，但是更值得重視的是正確位置和距離的設置。要想盡量減少信號傳輸損耗，一般要求接地回路導通孔要盡量與起始信號導通孔靠近。

參考文獻：

[1]劉捷. 高頻干擾對PCB電磁兼容性影響的分析與PCB優(yōu)化[D].華中科技大學，2006.

[2]董強，倪健，劉云，馬曉翠. PCB的布線設計及抗干擾技術[J]. 艦船科學技術，2006，02：57-59+63.

[3]郭宜濤. 信號完整性在PCB可靠性設計中的應用[D].山東大學，2009.