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本章我們接著介紹信號完整性基礎(chǔ)第三章節(jié)串?dāng)_剩余知識。
04 帶狀線和微帶線地串?dāng)_差異
(1)帶狀線信號在傳播的時(shí)候,可以認(rèn)為其周圍介質(zhì)是均勻的,因此沒有遠(yuǎn)端串?dāng)_,或遠(yuǎn)端串?dāng)_很小。(遠(yuǎn)端串?dāng)_的感性和容性大小相等,幅度相反,相互抵消)
如下仿真實(shí)驗(yàn)所示。
圖1、2 ADS仿真:帶狀線和微帶線遠(yuǎn)端串?dāng)_對比
(2)在較短的走線情形下,微帶線在走線間距較小的時(shí)候相對帶狀線的近端串?dāng)_更小,隨著間距的增加,帶狀線的近端串?dāng)_衰減幅度更大。
因此,實(shí)際項(xiàng)目中,還是建議信號在內(nèi)層以帶狀線地方式進(jìn)行走線。
圖3、4 ADS仿真:帶狀線和微帶線近端串?dāng)_對比
05 包地處理
(1)PCB中常對關(guān)鍵信號添加保護(hù)地線,目的是引入低阻抗邊界,將信號上發(fā)射出來的干擾引入到地回路。
(2)合理的包地有助于優(yōu)化信號,但如果包地不合理,反而會對信號造成干擾。
圖5、6 ADS仿真:不同包地對串?dāng)_地影響
從上述仿真實(shí)驗(yàn)可以看出,加入不合理的地線之后,近端串?dāng)_反而增大,并出現(xiàn)了類似遠(yuǎn)端串?dāng)_的脈沖。這是由于串?dāng)_在地線上來回反射造成的。
(3)要使保護(hù)地線發(fā)揮作用,應(yīng)在保護(hù)地線上添加過孔,通常建議過孔密度大于1/20波長,不能小于1/10波長。
06 等長方式
(1)為了保證信號傳輸延時(shí)一致,常通過蛇形走線來繞等長。
(2)等長不一定等延時(shí),繞等長之后會使信號提前到達(dá)。不同繞等長的方式,信號提前到達(dá)的時(shí)間不一致。(5G以內(nèi)信號基本忽略影響)
圖7、8 ADS仿真:等長方式對信號時(shí)延地影響
(3)通過加大走線之間的間隔可以將走線延時(shí)差異縮小
(4)造成信號提前到達(dá)的原因是因?yàn)樽择詈稀.?dāng)信號在蛇形線傳輸?shù)臅r(shí)候,在鄰近線產(chǎn)生近端串?dāng)_,和信號疊加導(dǎo)致信號提前到達(dá)。
(5)為了使信號盡可能同時(shí)到達(dá),可以通過拉開蛇形走線的Gap間距,建議>=3X。同時(shí)使用小波浪繞線,避免平行走線過長。
(小波浪雖然比大波浪更提前,但是小波浪波形質(zhì)量更好)(小波浪造成的近端串?dāng)_寬度較小,淹沒在信號邊沿中,對信號整體質(zhì)量不影響,大波浪造成的近端串?dāng)_寬度較大,會和信號疊加,影響信號質(zhì)量)
使用小波浪繞線,波浪不能太小,太小由于趨膚效應(yīng),信號會直接穿過。(波浪高度不能小于信號走線寬度的2倍)
07 層間耦合
(1)如果相鄰層走線重疊或接近,同時(shí)相鄰層PP片或芯板厚度太低,串?dāng)_會在相鄰層之間產(chǎn)生。
(2)相鄰層耦合對信號的影響遠(yuǎn)大于同層走線串?dāng)_帶來的影響。為了控制5%的串?dāng)_系數(shù),應(yīng)使相鄰層信號間距大于一倍線寬
圖9、10 近端和遠(yuǎn)端串?dāng)_示意圖
(3)當(dāng)差分走線受空間限制,同層不好出線時(shí),可以考慮利用層間耦合,通過相鄰層兩線重疊的方式達(dá)到差分效果。
圖11、12 ADS仿真:層間耦合差分信號
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