什么时候应该使用地平面？

我是PCB设计的新手。我的电路电压为3.3V，最大信号频率为400 kHz，接地的组件少于10个。我的PCB上真的需要接地层吗？或更准确地说：什么时候应该使用接地层？

在很大程度上取决于您是要制造和销售商用PCB，还是自己使用一些一次性电路板。如果是前者，那么制定地面计划对于降低辐射排放以满足FCC（第15部分，无意辐射器），CE和其他法规更为重要，尽管我已经看到很多带有单侧或双侧板且没有地面飞机。（另一方面，我的一位客户只是制作了一个六层板，具有三个信号层，一个Vcc层和两个接地层，呈三明治结构。）

如果只有最高400 kHz的信号，那么听起来好像您没有在使用微控制器（或者，如果您使用的是内部振荡器，那么就没有晶体）。如果您已在无线面包板等上对电路进行了原型设计，并且工作正常，则无需接地即可正常工作。

即使您正在生产商用产品，如果您的设备是电池供电的，并且没有高于1.705 MHz的信号（在您的情况下如此），则它不受FCC规则的约束。

首先，您需要确保您的假设是正确的。例如，如果您的电路连接到两台由开关模式电源供电的设备，则在这些单元之间将有一个共模高频电流流过。电流将流过您的设备，从而在电路中走线的阻抗上产生“噪声”电压。

其次：是否有问题仅取决于电路的工作情况。您需要估计电路中各个节点之间走线的阻抗，并对它们对电路的影响进行建模。如果您使用诸如spice之类的电路建模工具，则应使用等效于走线阻抗的电路替换“实体”连接。然后，您可以确定在这些阻抗两端下降的电压是否是问题。

从概念上讲，您应该始终使用接地平面。但是由于种种原因，它并不总是可能或合适的：

• 1和2层PCB：

对于1层，我认为原因很明显。您可以用铜填充未布线的PCB到GND，但这不是真正的接地层。
对于两层，您不一定总是有足够的空间在一层上布线，而在另一层上没有接地层，但是即使可以，也可以这样做，即使您在接地层上有一些小走线。

• 模拟设计：

某些模拟设计不应以接地层为参考，也不应以星形连接接地。
例如，如果您要进行采集电路，则应担心参考平面的不同。对于隔离电源也是如此。

同样，这取决于您的设计，如果您正在执行5V CMOS电平设计，则诸如1V尖峰之类的干扰可能不会影响电路的行为，而在1.8V的情况下，它将对行为产生相当大的危害。

频率和上升时间相同：与高速电路相比，低速电路不会散布太多的EMC（我不是在谈论信号频率，而是在上升时间等效频率）。