跨分割区及开槽的处理

一、开槽的产生

开槽是PCB设计中因平面分割或通孔密集形成的一定宽度和深度的沟槽，其形成主要分为：

1、电源/地平面分割开槽

• 同一PCB平面上存在多种电源或地网络时，需进行分割，同一平面上的不同分割之间就形成了开槽。
  

2、通孔密集导致的开槽

• 通孔（如过孔、焊盘）周围需预留隔离环以实现电气隔离；当通孔间距过近时，隔离环重叠形成开槽（热焊盘问题）。
• 连接器插针间距过小或隔离环半径过大（>1mm）时，也可能形成开槽。
  

二、开槽对EMC性能的影响
1、信号回流路径的变化

• 低速信号：电流沿电阻最低路径流动，回流分布较宽。
• 高速信号：电流沿阻抗最低路径流动，回流路径受电感主导；开槽可能破坏回流路径，导致环路电感增加。
  

2、分地的必要性

• 为隔离不相容电路（如数字/模拟、高低速信号），需分地以防止不相容电路的回流信号的叠加和共地阻抗耦合。
• 分地关键点：分地需保持地平面的电连续性，仅在适当位置连接不同地网络。
• 分地与开槽问题不同，前者为地线分类，后者为平面不连续。
  

3、跨分割走线的危害

• 增加环路面积和电感，导致波形振荡、辐射干扰、磁场耦合及共模辐射。
• 破坏高速信号的带状线模型，引发阻抗不连续和信号完整性问题。
  

三、开槽处理原则
1、禁止高速信号跨分割走线

• 严格遵循阻抗控制要求，避免因开槽导致阻抗突变。
  

2、PCB板上存在不相容电路，需进行分地设计优化

• 分地时需避免高速信号跨分割走线，低速信号也应尽量减少跨分割。
  

3、桥接技术

• 若跨开槽走线不可避免，需沿信号路径方向桥接地平面，确保回流路径连续。
  

4、接插件布局规范

• 避免将接插件放置在地层隔缝上。
• 高密度接插件（如2mm连接器）需保证地网络环绕引脚或均匀排布，维持地平面连续性。
  

5、静地处理

• I/O信号需设置独立“静地”（如金属机架或保护地），避免内部噪声污染。
• 差分信号可跨静地走线以抑制共模噪声；普通信号需提供回流路径，布线时将接口GND视为普通信号线处理。
  

四、典型案例

在DMU的设计过程中，初始版本的复位信号跨了PGND、GND之间的分割区，在进行ESD测试时，一旦对机壳（拉手条）进行放电，即出现反复复位。修正地分割后，成功通过6000V放电测试。

• 启示：跨分割走线对敏感信号（如复位）危害显著，需优先确保地平面连续性与信号回流路径完整性。
  

五、设计关键：

• 优化电源/地分割策略，减少非必要开槽。
• 分地与桥接技术结合，平衡隔离需求与信号完整性。
• 接插件布局与静地设计需严格遵循EMC规范。
  

通过上述措施，可有效降低开槽对PCB性能的影响，提升系统可靠性和抗干扰能力。