原创 四层电路板的优点

四层电路板的优点

四层板是最简单的一种多层板，与双层板相比，它对电路板的电磁兼容起到了很大的改善。在四层板中，中间层用作电源层和地层，这样的做的好处有以下几个方面：

(1) 电源线和地线的电感量大大减小，从而降低了电源线和地线的噪声电压。

导线电感的计算公式：

L=0.2S[ln(4.5/d)-1](uH)     (1—1)

S——导线长度

d——导线直径

       L——导线的电感量

从式(1—1)中可以看出，导线的宽度可以影响电感（但在这里导线宽度对电感量的影响不是很大，宽度增加一倍，电感仅减小20%，在布线的时候，导线的宽度受限制），在四层板中，电源线和地线做为一个平面，所以电感量会大大降低。从这个公式也能看出，在高频的情况下，导线的距离要尽可能的短，因为电感量和长度成线性比例关系。

(2) 电源层和地层形成较大的分布电容，为电源提供了很好的高频解耦作用，从而减小了电源线上的噪声。

 分布电容的计算公式，（平行板电容器）

C=εS/4πkd

ε­——为电介质常量

      S——为电容极板的面积

K——为静电力常量

  d­——为极板间的距离

为了得到更好的解耦效果，可以在电源层和地层之间使用介电常数搞的绝缘介质。

(3) 独立的电、地层可以使所有的信号环路面积最小。

电源环天线在远场区（D>λ/2π）的辐射特性

H=Π*I*A/λ*λ*D (A/m)

E= Z0*π*I*A/λ*λ*D (V/m)

H——电流环辐射的磁场

E——电流环辐射的磁场

                                                                      I——环路电流

                                                                     A­——环路面积

  λ­——电流频率对应的波长

    D——观测点到电流环的距离

     Z0——自由空间的特征阻抗。

从上式可以看出，在远场区，电场、磁场的辐射强度都随频率的平方增加，脉冲信号中包含了大量的高频成分，辐射效率很高，减小环路面积可以有效使H、E减小。

 四层板推荐的叠层顺序：S  GND  POWER  S

 参考文献《电磁兼容技术之产品研发与认证》