在PCB上的接地与电流返回路径的功能相关

在PCB上的"接地”首先与电流返回路径的功能相关。

在实际应用中，PCB上的接地，主要有三个功能：

(1) 信号返回路径

PCB板上的信号，不论是单端信号，还是差分信号，都需要有地作为回流路径

(2) 直流电源返回路径

PCB上的元器件，不论是模拟还是数字，都需要从直流电源抽取电流。因此，接地导体也用作直流电源的返回路径

(3) 镜像平面

在镜像平面中会产生等效镜像电流，因此，在PCB板下方和附近存在固体金属平面，具有减少辐射的效果。

这个目前还不理解，等待后续章节的学习。

一般情况下，希望参考平面是一片实打实的金属层，没有分割。

但是有时候做不到，因为有时候电源需要分割，有时候地也要分成模拟地和数字地（AGND和DGND）。

如果参考平面用作直流的返回路径，则通常称之为GND层。

如果参考平面连接到电源电压，则通常称之为PWR层。

在做PCB叠层结构的时候，都会区分电源层和地层。

这两种确实有区别，但是只是针对直流信号，即电源而言。

而交流信号或者射频信号，其回流路径，可以在电源层，也可以在接地层。

如下图所示：

为什么两者能等效呢？

当使用麦克斯韦方程来描述时变的传播场时，等式中，没有与直流电势相关的项。因此，麦克斯韦等式的成立与金属表面的直流电势无关。

再举一个例子。

比如一根同轴传输线，就是一根射频电缆。其内导体和外导体导引射频信号，同时沿着相同的导体传输直流电。

这种例子很常见，比如用到bias-tee的地方，一般都有这样的应用，即电缆同时给模块供电，同时又传输射频信号。

也就是说，不管其参考平面是有直流电势，还是0电势，或者没有与任何参考平面连接，只要传输路径完整并形成闭合回路，则同轴传输线就能一如既往的传输RF信号。

PCB上的传输线，当然也不例外。

所以，当作为高速信号传播的返回路径时，电源层和接地层是等效的。换句话说，交流信号的返回路径可以是电源平面，当然也可以是地平面。

审核编辑：刘清