在設計PCB時，尤其是在涉及多種信號類型和電源方案的情況下，您將面臨為電路板找到正確的電源完整性解決方案的難題。盡管功率是電信號的屬性，但不要將功率完整性與信號完整性。但是，兩者對于您的電路板的操作都很重要，因此它們的優化應該包含在設計目標中。但是在討論優化電源完整性的方法之前，讓我們首先探討一下它對設計的影響。

什么是PCB電源完整性？

功率完整性可以定義為確保電氣系統及其所有元件具有所需功率的保證，以使操作可以充分發生或按預期進行。為了進行設計和分析，這不僅需要向有源組件提供足夠的功率，而且還需要保持功率水平并使電路板處理的所有信號的損耗最小化。從以前的角度來看，您的PCB可以看作是帶有配電網絡（PDN）的封閉式電氣系統。為了實現電源完整性，必須為所有組件或模塊提供操作所需水平的電源，這不僅僅是確保電壓等于或高于可接受水平。

在操作過程中，必須包括后面的觀點，因為引入輸入和輸出信號會使情況變得更加復雜。數字電路取決于您的組件區分高電平和低電平（通常分別接近5V和0V）和信號持續時間的能力。后者意味著還必須正確識別過渡時間或上升和下降時間。另外，模擬信號具有固有的頻率分量，該固有頻率分量與幅度一起定義了信號的質量，必須予以保持。對于取決于頻率的信號，主要問題包括外部干擾或噪聲以及沿傳輸路徑的移位，這可能會導致失真。

如今，PCB通常很小，而且組件密集。組件之間的這種緊密聯系，尤其是信號走線和電源路徑之間的緊密聯系，可能會成為電磁干擾（EMI）或信號噪聲的來源，并影響功率信號的穩定性。在大多數情況下，您的電路板由一個或多個大功率組件組成，這些組件需要進行功耗以防止對其他電路板元件造成不利影響。要對電源完整性進行最佳管理，就需要將這些較高頻率的RF信號與PDN隔離開。電路板的電源完整性在很大程度上取決于您對設計技術的應用以及其制造的選擇，以減輕這些潛在的問題并提高電源和信號的完整性。

最佳PCB電源完整性設計

在PCB上管理電源完整性可以看作是在設計您的電路板時，以使電源輸出變化最小化，走線和PDN之間的干擾最小化，并充分管理功率損耗和耗散。通過在設計過程中采用以下技巧，可以同時實現這些目標。

電源完整性設計技巧1：充分利用電容和濾波器

電容可以多種方式用于改善電源完整性。首先，應選擇PCB疊層材料來管理整個頻率范圍內的板電容。大容量電容器也可以用來減輕由于走線電感引起的電壓降。另外，可以在相鄰信號路徑之間放置去耦電容器，以最大程度地減少干擾。還應使用由電容器，電感器和電阻器組成的濾波器來消除諧波，并迅速抑制開關電路的頻率變化。

電源完整性設計技巧2：利用走線參數控制路徑阻抗

控制電源走線的阻抗至關重要。控制阻抗的最佳方法是控制PCB走線寬度和銅厚。

電源完整性設計技巧3：為數字和模擬信號使用單獨的接地

正如組件和走線應根據信號類型隔離一樣，接地也應隔離。這可能要求您PCB堆疊 包括多個接地平面。

電源完整性設計技巧4：在電源輸入上使用穩壓器

您的PDN容易受到電源波動的影響。您應該利用電壓或電流調節器來最大程度地減小這些變化的紋波影響并穩定電路板組件的電源。

電源完整性設計技巧5：選擇有助于控制阻抗的材料

影響電源完整性的主要決定之一是電路板阻抗，它由您決定。 材料選擇。

通過遵循上面列出的提示，您將能夠優化設計的電源完整性。

電源完整性是一個重要問題，應作為您PCB設計的一部分加以解決。