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[仿真讨论] 高速数字信号系统中,PCB跨分割的处理方法

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发表于 2020-11-30 13:49 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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 设计中跨分割的处理
5 K9 W. U0 E5 F0 U7 a
& B; w4 R5 q( j( f" W+ p! S  如果在PCB设计中不可避免的出现了跨分割,又该如何处理呢?这种情况下,需要对分割进行缝补,为信号提供较短的回流通路,常见的处理方式有添加缝补电容和跨线桥接。3 z! l: `  R6 d* g: W

" \2 h0 R0 X; t8 k* [  、缝补电容(Stiching Capacitor)3 [5 w% C& y  L8 K$ M' {
; ~" Y& C: Q; _$ o& b( |3 p
  通常在信号跨分割处摆放一个0402或者0603封装的瓷片电容,电容的容值在0.01uF或者是0.1 uF,如果空间允许,可以多添加几个这样的电容。
' L. Z& B# `$ H0 F1 T  q3 V4 G
7 {8 t; f0 t8 I/ p) j4 k0 n, b  同时尽量保证信号线在缝补电容 200mil 范围内,距离越小越好;而电容两端的网络分别对应信号穿过的参考平面的网络,见下图中电容两端连接的网络,两种颜色高亮的两种不同网络:
' [8 V+ V, S% j; Q: F) _: Q5 V1 Z5 y/ `8 b+ N9 B! j' H! _9 b
02.jpg
6 m: a0 t( X7 I
; L  ?' D5 t7 B: y6 M  、跨线桥接
3 T- A: R# ]( q) g7 b0 ?% n5 a" {3 W" A" `! e
  常见的就是在信号层对跨分割的信号“包地处理”,也可能包的是其他网络的信号线,这个个“包地”线尽量粗,这种处理方式,参考下图。
! D# ~/ m, A3 Y, B- _; i9 R: }; H8 L( Z8 f7 T
  高速信号布线技巧
7 c+ J$ }% k7 l4 ?( G6 h/ A  H
' B7 r4 J$ |5 r* Q1 e  Z  、多层布线
$ z( N% Z7 |6 ^6 M0 v
5 j; X7 }4 K3 M' F# r" C% H  高速信号布线电路往往集成度较高,布线密度大,采用多层板既是布线所必须的,也是降低干扰的有效手段。4 W1 v5 D% d" G  F! U+ [

) R: E# J, a# N8 X1 {% r  合理选择层数能大幅度降低印板尺寸,能充分利用中间层来设置屏蔽,能更好地实现就近接地,能有效地降低寄生电感,能有效缩短信号的传输长度,能大幅度地降低信号间的交叉干扰等。
+ C, ]. o8 d  U1 Q8 H
6 I" [7 F9 n7 Q! n" j  、引线弯折越少越好
* j! A& c, }, d3 L4 q+ |/ L* J, D% h$ Z/ ?
  高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。: L; B1 h# Q5 T) F

9 W2 Q7 d* {8 o! Y" e  高速信号布线电路布线的引线   采用全直线,需要转折,可用45°折线或圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高钢箔的固着强度。
, F: s2 R8 z7 \8 w9 V: q
1 \1 N7 ^/ s1 G+ M  而在高速电路中,满足这一要求却可以减少高速信号对外的发射和相互间的耦合,减少信号的辐射和反射。
! Q/ ^4 Y" q$ j4 {7 [( F( e, G
/ |; z3 M( n- a7 y, z  、引线越短越好
3 y. A8 F) q1 G; {. Z8 V  V0 R8 N% E! C9 R+ V' e( P
  高速信号布线电路器件管脚间的引线越短越好。
* V1 c$ W, ~2 V& s) j$ [7 Q& M
. `4 l4 A; I4 t0 ?" E: ]  引线越长,带来的分布电感和分布电容值越大,对系统的高频信号的通过产生很多的影响,同时也会改变电路的特性阻抗,导致系统发生反射、振荡等。$ V; f% l  M3 e
% f7 G( L( z; l2 z/ Y
  、引线层间交替越少越好& Y3 I6 }. g) H. J7 p7 E. Y% k6 Y

8 ^& I3 L/ C9 p% y) @  高速电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。7 K- O9 k5 M; k2 L7 S+ a
( y7 U0 m# c- s1 \7 E& d8 v
  所谓“引线的层间交替越少越好”,是指元件连接过程中所用的过孔越少越好。9 ?8 J2 N5 S, Z" s
# y/ W- ^0 h, b9 H- v7 y+ z
  据测,一个过孔可带来约0.5pf的分布电容,导致电路的延时明显增加,减少过孔数能显着提高速度。
! Q& E. o" F) @4 E2 h/ m" C
9 W! k' I: ]; z2 M; o9 D  、注意平行交叉干扰
7 Q% O: b! k$ s5 o! |
' w2 G; T' U8 r, y+ K# {7 M: G  高速信号布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。
% H. N- q( v# A
$ x3 U1 H7 @# I8 M  、避免分枝和树桩
( }; }: r6 G; X+ e, e/ o8 u+ c/ M/ T$ H. _
  高速信号布线应尽量避免分枝或者形成树桩(Stub)。/ ?1 p" [0 w1 W) q$ d

& O( J, i& q; }: x  树桩对阻抗有很大影响,可以导致信号的反射和过冲,所以我们通常在设计时应避免树桩和分枝。
  L0 i4 A6 Q4 J$ n# U
$ d" e) c4 p- B, c. s8 O/ ?! ~  W+ K  采用菊花链的方式布线,将对信号的影响降低。
* {0 S, @2 G* [! ], h" L4 _  F$ m& I: H, g3 }
  、信号线尽量走在内层  t) b" X! A  B

8 q; d  x/ S' r3 x+ f% r  高频信号线走在表层容易产生较大的电磁辐射,也容易受到外界电磁辐射或者因素的干扰。
% K* T& M' X3 ]" L& J" q1 T/ P* R  A
  将高频信号线布线在电源和地线之间,通过电源和底层对电磁波的吸收,所产生的辐射将减少很多。: Q- {: O* m: C1 }# K3 V
4 B# n5 B) d: s6 ?
  • TA的每日心情
    奋斗
    2020-9-8 15:12
  • 签到天数: 2 天

    [LV.1]初来乍到

    2#
    发表于 2020-11-30 14:32 | 只看该作者
    常见的就是在信号层对跨分割的信号“包地处理”

    该用户从未签到

    3#
    发表于 2020-11-30 15:15 | 只看该作者
    看不到图啊,大佬

    该用户从未签到

    4#
    发表于 2021-10-19 09:58 | 只看该作者
    这些有仿真对比吗
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