PCB layout需要豐富的經驗和扎實的理論基礎支持，還要多踩幾個坑，多做幾個仿真加深對走線的理解，才能形成閉環的走線設計。

今天給大家介紹一個和GND走線相關的案例，在手機領域會影響相機畫質、在醫療領域會影響生物電信號采集信噪比，如果不理解背后的原理，只會復制原理圖或PCB的話，往往達不到電路的最佳性能。

地線在PCB走線中，通常有三種作用：

回流

控制阻抗

屏蔽

今天介紹的案例是和回流相關(本次討論以低頻為主)，地線上的電壓波動會影響到對噪聲敏感的模擬電路。

上圖是一種地線走線示意圖，數字電路和模擬電路的GND最終都要匯聚一起和電池的地連接。也就是說，數字電流Id和模擬電流Ia最終都要匯集在一起，那么這兩路電流Id和Ia就用公用地線部分。

如上圖括號內所示，一般而言，數字電流Id的波動是比較大的，而模擬電流Ia的波動略小。數字電Id的波動在共用地線部分會引起電壓波動，這個波動就會被模擬電路感應到，進而引起信號質量下降，比如共用地部分的電阻是20 mΩ，而數字電流Id波動是1A，那么引起的電壓波動△V就是0.02*1=0.02V，這個20mV被模擬電路的放大器感應到將會以噪聲形式出現，這就是地線阻抗大的后果。

緩解的方法如下：減小地線的電阻，縮短模擬電路和數字電路共用地線，把模擬電路和數字電路通過磁珠隔離進一步壓制干擾，假如數字電路電流波動不變，依然是1A，共用的地的電阻降低到2 mΩ，此時數字電路在共地部分引起的電壓波動只有0.002*1=0.002V，比上面的20mV小了很多，同時，有磁珠的存在還會進一步壓制這個噪聲，提高模擬電路的信噪比或者是共模抑制比。

直觀點說就是，不管你數字電路的地/電源怎么跳動，都影響不到我模擬電路的地/電源。

正是基于上面的介紹，所以一般電路板都會進行大面積的鋪銅(大面積鋪地平面，減小阻抗，增加回流能力)，減少地的電阻。上面介紹的是地線的處理，對于模擬電路和數字電路共用電源的處理也是類似的方法(不過通常而言，不建議模擬電路和數字電路共用電源)。

所以，有的人就不建議在地平面上打大量的其他電氣屬性的孔，或者是走線，這就是通常所說的支離破碎的地，這樣容易增加地線的電阻(或阻抗)，甚至是有隱藏的電阻瓶頸存在被工程師忽略而引起嚴重的問題。比如下圖高亮的紅色銅皮，兩塊白色方框內的銅皮看起來很大，其實他們的連接僅僅只有綠色部分窄窄的一條，這里就是阻抗瓶頸。

上面提到的僅僅只是直流電壓波動，對于高頻數字電路而言，電流的波動更復雜，含有非常豐富的電壓或電流諧波，此時就要考慮頻率這個參數了;圍繞頻率這個參數，就要考慮地線的寄生電容或寄生電感等參數。這在高端CPU中就格外重要，PCB走線要求更嚴格，這就是電源的PDN設計。

審核編輯：湯梓紅