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1.71 什么叫旁路電容、去耦電容，兩者的區(qū)別在哪？
答：可將混有高頻電流和低頻電流的交流電中的高頻成分旁路濾掉的電容，稱做“旁路電容”。對于同一個電路來說，旁路（bypass）電容是把輸入信號中的高頻噪聲作為濾除對象，把前級攜帶的高頻雜波濾除。
去耦電容是電路中裝設在元件的電源端的電容，此電容可以提供較穩(wěn)定的電源，同時也可以降低元件耦合到電源端的噪聲，間接可以減少其他元件受此元件噪聲的影響。
去耦和旁路都可以看作濾波。去耦電容相當于電池，避免由于電流的突變而使電壓下降，相當于濾紋波。具體容值可以根據(jù)電流的大小、期望的紋波大小、作用時間的大小來計算。去耦電容一般都很大，對更高頻率的噪聲，基本無效。旁路電容就是針對高頻來的，也就是利用了電容的頻率阻抗特性。電容一般都可以看成一個RLC串聯(lián)模型。在某個頻率，會發(fā)生諧振，此時電容的阻抗就等于其ESR。如果看電容的頻率阻抗曲線圖，就會發(fā)現(xiàn)一般都是一個V形的曲線。具體曲線與電容的介質(zhì)有關，所以選擇旁路電容還要考慮電容的介質(zhì)，一個比較保險的方法就是多并幾個電容，其關系示意如圖1-47所示。
表1-47 旁路電容與去耦電容示意圖
1.72 什么叫做串擾？
答：串擾,就是指一條線上的能量耦合到其他傳輸線,它是由不同結構引起的電磁場在同一區(qū)域里的相互作用而產(chǎn)生的。串擾在數(shù)字電路中非常普遍地存在著，如芯片內(nèi)部、PCB板、接插件、芯片封裝，以及通信電纜等等。
串擾可能是數(shù)據(jù)進行高速傳輸中最重要的一個影響因素了。它是一個信號對另外一個信號耦合所產(chǎn)生的一種不受歡迎的能量值。根據(jù)麥克斯韋定律，只要有電流的存在，就會有磁場存在，磁場之間的干擾就是串擾的來源。這個感應信號可能會導致數(shù)據(jù)傳輸的丟失和傳輸錯誤。 所以串擾對于綜合布線來說，無疑是個最厲害的天敵。
1.73 引起串擾的因素有哪些？
答：互感是引起串擾的兩個重要因素之一,互感系數(shù)標志了一根驅(qū)動傳輸線通過磁場對另外一根傳輸線產(chǎn)生感應電流的程度。從本質(zhì)上來說,如果“受害（Victim）線”和驅(qū)動線(侵略線)的距離足夠接近，以至于侵略線產(chǎn)生的磁場將受害線包圍其中,則在受侵略的傳輸線上將會產(chǎn)生感應電流,而這個通過磁場耦合產(chǎn)生的電流在電路模型中就通過互感參數(shù)來表征。在互感的作用下，將根據(jù)驅(qū)動線上的電流變化率而在受害線上引起一定的噪聲，噪聲電壓的大小與電流變換率成正比。
互容是引起串擾的另外一個重要因素,互容是兩導體間簡單的電場耦合,這種耦合在電路模型中以互容的形式表現(xiàn)出來?；ト輰a(chǎn)生一個與侵略線上電壓變換率成正比的噪聲電流到受害線。
1.74 降低串擾的方法有哪些？
答：降低串擾的方法有如下幾種：
增加信號路徑之間的間距、用平面作為返回路徑、使耦合長度盡量短、在帶狀線層布線、減小信號路徑的特性阻抗、使用介電常數(shù)較低的疊層、在封裝和接插件中不要共用返回引腳、使用兩端和整條線上有短路過孔的防護布線，更多關于PCB中降低串擾的處理方法，可以到本書學習論壇“PCB聯(lián)盟網(wǎng)”免費下載學習。
1.75 什么是過孔，過孔包含哪些元素？
答：過孔，也叫金屬化孔。在雙面板和多層板中，為連通各層之間的印制導線，在各層需要連通的導線的交匯處鉆上一個公共孔，即過孔。
過孔的實質(zhì)呢，其實就是一個通孔的焊盤，有外徑和內(nèi)徑，我們可以從圖1-48所示的過孔的padstack剖析圖來看下，通孔的焊盤在Allegro軟件中所包含的元素。
圖1-48 通孔焊盤剖析圖
Regular Pad：規(guī)則焊盤，在正片中看到的焊盤，也是基本的焊盤。
Thermal Relief：熱風焊盤，也叫花焊盤，在負片中有效，設計用于在負片中焊盤與敷銅的接連方式，防止焊接時散熱太快，影響工藝。
Anti Pad：隔離焊盤，焊盤與敷銅的間距，負片工藝中有效。
Soldermask：阻焊層，定義阻焊的大小，規(guī)定綠油開窗大小，以便進行焊盤。
Pastemask：鋼網(wǎng)層，定義鋼網(wǎng)開窗大小，貼片的時候會按照鋼網(wǎng)的位置和大小，進行錫膏涂敷。
1.76 什么是盲埋孔?
答：盲埋孔，是盲孔與埋孔的統(tǒng)稱。盲孔（Blind vias ），盲孔是將PCB內(nèi)層走線與PCB表層走線相連的過孔類型，此孔不穿透整個板子。埋孔（Buried vias），埋孔則只連接內(nèi)層之間的走線的過孔類型，所以是從PCB表面是看不出來的。
盲孔一般是激光鉆孔，從表層鉆到PCB的內(nèi)層，并不穿透整個PCB板，激光鉆孔的大小是0.1mm，厚度是60-70um左右，具體要看PCB廠家的工藝能力。所以我們在PCB設計軟件中，設置的盲孔大小一般是4mil的鉆孔，10mil的焊盤。
埋孔，跟普通的鉆孔所使用的鉆刀是一致的。埋孔只連接內(nèi)層之間的走線，連接表層通過盲孔，盲孔加上埋孔要將整個的PCB板進行貫通，比如一個6層一階板的設計，它的盲孔是1-2、5-6；它的埋孔就是2-5。我們在PCB設計中隨使用的埋孔的大小要跟通孔的大小一樣大，一般設置為8mil的鉆孔，16mil的焊盤，關于盲埋孔的設計有疑問的讀者，可以聯(lián)系作者(QQ: 1763146079 郵件：huangy@fany-eda.com)獲取技術支持。
1.77 HDI板卡的階數(shù)是怎么定義的？
答：基于有盲埋孔的板子，我們要根據(jù)整個板子的壓合次數(shù)還有激光鉆孔的次數(shù)來確定HDI板卡的階數(shù)。這里我們以6層板為例來具體講解下，其它的可以按這個規(guī)律來依次類推：
Ø 6層一階HDI板指，盲孔:1-2,2-5,5-6。即1-2,5-6需激光打孔；
Ø 6層二階HDI板指，盲孔:1-2,2-3,3-4,4-5,5-6。即需2次激光打孔.首先鉆3-4的埋孔,接著壓合2-5,然后第一次鉆2-3，4-5的激光孔,接著第2次壓合1-6，然后第二次鉆1-2，5-6的激光孔.最后才鉆通孔.由此可見二階HDI板經(jīng)過了兩次壓合，兩次激光鉆孔；
Ø 另外二階HDI板還分為:錯孔二階HDI板和疊孔二階HDI板，錯孔二階HDI板是指盲孔1-2和2-3是錯開的，而疊孔二階HDI板是指盲孔1-2和2-3疊在一起，比如:盲:1-3,3-4,4-6。
1.78 過孔的兩個寄生參數(shù)是什么，有什么影響，應該怎么消除？
過孔本身存在著對地的寄生電容，如果已知過孔在鋪地層上的隔離孔直徑為D2,過孔焊盤的直徑為D1,PCB板的厚度為T,板基材介電常數(shù)為ε,則過孔的寄生電容大小近似可以用以下公式來計算：C=1.41εTD1/(D2-D1)。
過孔的寄生電容會給電路造成的主要影響是延長了信號的上升時間，降低了電路的速度。比如說，對于一塊厚度為50Mil的PCB板，如果使用內(nèi)徑為10Mil，焊盤直徑為20Mil的過孔，焊盤與地鋪銅區(qū)的距離為32Mil,則我們可以通過上面的公式近似算出過孔的寄生電容大致是：
C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，這部分電容引起的上升時間變化量為：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數(shù)值可以看出，盡管單個過孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線中多次使用過孔進行層間的切換，所產(chǎn)生的影響還是比較大的。
過孔存在寄生電容的同時也存在著寄生電感，在高速數(shù)字電路的設計中，過孔的寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容的貢獻，減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用。
我們可以用下面的公式來簡單地計算一個過孔近似的寄生電感：L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過孔的電感，h是過孔的長度，d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出，過孔的直徑對電感的影響較小，而對電感影響最大的是過孔的長度。仍然采用上面的例子，可以計算出過孔的電感為：
L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信號的上升時間是1ns，那么其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過已經(jīng)不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時候需要通過兩個過孔，這樣過孔的寄生電感就會成倍增加。
為了消除過孔寄生電容與寄生電感所帶來的影響，我們可以采取如下措施。
Ø 選擇合理尺寸的過孔大小，比如對6-10層的PCB設計來說，選用10/20Mil（鉆孔/焊盤）的過孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過孔；
Ø 使用較薄的PCB板有利于減小過孔的兩種寄生參數(shù)；
Ø PCB板上的信號走線盡量不換層，也就是說盡量不要使用不必要的過孔；
Ø 電源和地的管腳要就近打過孔，過孔和管腳之間的引線越短越好，因為它們會 導致電感的增加。同時電源和地的引線要盡可能粗，以減少阻抗；
Ø 在信號換層的過孔附近放置一些接地的過孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過孔。
1.79 什么是孤島銅皮，有什么影響？
答：孤島銅皮, Isolated Shapes,也叫做孤島，指的是在PCB中孤立、沒有與任何地方連接的銅箔。在Allegro軟件中，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計孤島銅皮的個數(shù)，如圖1-49所示，對于PCB板上的孤島銅皮，一般我們在設計的時候，對于很大塊的孤島銅皮，我們盡量在這個銅皮打上地過孔。讓銅皮接地，使整個PCB地連接性更好；而對于面積很小的孤島銅皮，我們選擇刪除，點擊shape-Delete Island,就可以把整個孤島銅皮給刪除掉，如如1-50所示。
孤島銅皮的存在，主要是會與周圍的信號形成天線效應，引發(fā)PCB的EMI的問題，對高速信號線造成干擾，所以我們建議PCB上的孤島銅皮還是刪除比較好。
圖1-49 孤島銅報告示意圖
圖1-50 刪除孤島銅示意圖
1.80 什么是平衡銅，他的作用是什么？
答：平衡銅，是在PCB上鋪的一些沒有網(wǎng)絡的網(wǎng)格銅皮，并沒有實質(zhì)的電氣連接。在PCB板上鋪平衡銅的作用主要就是為了起平衡作用，防止PCB板發(fā)生翹曲。因為PCB板的疊層結構出現(xiàn)不對稱的時候，會出現(xiàn)這樣一種情況，其中某一層的銅會非常多，而相對應的層的銅很少，出現(xiàn)這種情況的時候。就會在銅箔相對于來說少的哪一層，來鋪上一些沒有網(wǎng)絡的銅箔，來增加銅箔的含量，這樣的銅箔我們就叫平衡銅，主要目的就是起平衡作用，達到讓疊層對稱，對稱的層銅箔的含量的盡量一致。
