淺析直角走線對高速PCB設(shè)計的影響

高頻傳輸介質(zhì)使接收器難以解釋正確的信息。由于傳輸介質(zhì)，發(fā)生以下傳輸損耗：

1.1 介電吸收：高頻介質(zhì)中的信號使PCB介電材料吸收信號能量。它降低了信號強度。只能通過選擇理想的PCB材料來控制它。

1.2集膚效應(yīng)：高頻信號還負責(zé)產(chǎn)生電流值變化的波形。此類信號具有其自感值，該值會在高頻下引發(fā)增加的感抗。它會減少PCB表面的導(dǎo)電面積，增加電阻并降低信號強度?？梢酝ㄟ^增加磁道寬度來減小趨膚效應(yīng)，但并非總是可行的。

高速PCB設(shè)計中的衰減控制

除了精心選擇PCB絕緣體材料和走線布局外，還可以通過包括可編程差分輸出電壓，預(yù)加重和接收器均衡來降低信號衰減。差分輸出電壓的增加有助于改善接收器處的信號。預(yù)加重是僅通過增加第一個發(fā)射符號的電平來增強高頻信號分量的方法。接收器均衡電路衰減低頻信號分量，以覆蓋傳輸線損耗。

2.高速PCB設(shè)計中的串?dāng)_

作為電子行業(yè)的狂熱者，我們都知道電流（例如信號）何時通過電線傳播，并在其附近產(chǎn)生磁場。如果附近有兩條導(dǎo)線，則這兩個磁場有可能相互作用，從而導(dǎo)致兩個信號之間的能量交叉耦合，稱為串?dāng)_。顯著地，電感耦合（由來自空閑導(dǎo)線上的源導(dǎo)線的磁場感應(yīng)的電流）和電容耦合（當(dāng)空閑導(dǎo)線暴露于與源中電壓的變化率成比例的電流量時的電場的耦合）導(dǎo)線）會導(dǎo)致串?dāng)_的能量交叉耦合。

串?dāng)_有兩種類型：垂直和水平。垂直串?dāng)_是由其他層或中間層上的信號引起的，而同一層或內(nèi)層上的信號則引起水平串?dāng)_。

注意：最大串?dāng)_值是接收器上的預(yù)期電壓與接收器閾值之間的差。

3.1高速PCB設(shè)計中的串?dāng)_控制。

可以通過增大走線間距，在各層之間放置接地層以及使用低介電材料來防止串?dāng)_。

3.1.1 跡線間距：兩條跡線之間的中心間距應(yīng)至少為其跡線寬度的3倍。在不影響兩條走線之間的距離的情況下，將走線與接地平面之間的距離減小至10密耳有助于減輕串?dāng)_。

跡線分離可以減少高速PCB中的串?dāng)_。

3.1.2 實心接地層的放置：通過在層之間放置實心接地層，可以防止不同層之間的串?dāng)_。盡管增加平面會增加成本，但它們解決了SI問題，例如控制走線阻抗，減少旁路電容器電流環(huán)路和電源阻抗等。

3.1.3 低介電常數(shù)材料：低介電常數(shù)材料可通過減少走線之間的互電容/雜散電容來克服串?dāng)_。

4.直角走線和過孔對高速PCB設(shè)計的影響

走線布線和通孔位置會通過增加反射，串?dāng)_和更改阻抗值來影響信號完整性。具有直角的走線會導(dǎo)致更多的輻射，因為它會增加拐角區(qū)域的電容值，從而導(dǎo)致特性阻抗發(fā)生變化，然后反射。

解決方案：可以通過將直角彎曲替換為兩個45度角來最小化反射。為了獲得最小的阻抗變化，圓形彎曲布線是最佳的。

在拐角處，高速信號應(yīng)改為45°彎曲。

通孔對于布線很重要，但通孔會增加電感和電容值。這會改變特性阻抗值，從而增加反射。

過孔還會增加走線長度。請勿在不同的走線中添加過孔。

5.在高速PCB設(shè)計中使用不同的布線技術(shù)

正交路由可將信號定向到不同的層上，并最大程度地減少耦合區(qū)域。

最小化信號之間的平行游程長度（>500密耳）。

減少驅(qū)動器扇出（負載數(shù)量）。
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