带状線(xiàn)传输線(xiàn)的路由基础

2020-08-01

随着印刷電(diàn)路板中使用(yòng)的处理(lǐ)器技术的不断发展，对以越来越快的速度进行電(diàn)路布線(xiàn)的需求也在不断发展。随着处理(lǐ)器的每次新(xīn)迭代的引入，信号切换速度变得更快，这又(yòu)需要更加谨慎地注意这些信号在PCB上的路由方式。由于该電(diàn)路具有(yǒu)更高的时钟速度和更短的转换时间，因此许多(duō)过去无需考虑布線(xiàn)的连接现在都需要视為(wèi)高速传输線(xiàn)。

為(wèi)了通过高速开关正确导通这些传输線(xiàn)，需要仔细控制PCB中的走線(xiàn)布線(xiàn)。这就要求穿过電(diàn)路板的传输線(xiàn)的结构必须非常一致，以防止信号的任何部分(fēn)被反射。这些信号反射会在線(xiàn)路上引起噪声，并最终降低電(diàn)路性能(néng)。為(wèi)防止出现此类问题，需要為(wèi)PCB中的带状線(xiàn)传输線(xiàn)路由设置板层堆叠和路由规则，我们将在此处进行更详细的探讨。

带状線(xiàn)布線(xiàn)是電(diàn)路板层配置，它允许将内部走線(xiàn)布線(xiàn)层夹在两个接地层之间。通过仔细控制布線(xiàn)层和平面层之间的绝缘材料的厚度和介電(diàn)常数（Dk），您可(kě)以创建具有(yǒu)特定宽度和铜重量的走線(xiàn)，并以特定的阻抗工作。这被称為(wèi)受控阻抗路由，在PCB上对传输線(xiàn)进行路由以消除任何信号反射时通常需要这样做。

传输線(xiàn)布線(xiàn)的另一种配置称為(wèi)微带，它与带状線(xiàn)布線(xiàn)相似，不同之处在于微带在板的外层布線(xiàn)。采用(yòng)这种配置，在表面布線(xiàn)层下方仅存在一个参考平面和绝缘電(diàn)介质。如果没有(yǒu)带状線(xiàn)上方和下方的布線(xiàn)数量相同的屏蔽层，则微带不会提供相同级别的隔离。另外，由于空气的Dk值，迹線(xiàn)暴露而不是夹在平面之间会改变阻抗计算。这就是為(wèi)什么微带路由通常比带状線(xiàn)要宽的原因。

但是，由于带状線(xiàn)布線(xiàn)在電(diàn)介质层和平面层之间很(hěn)好地隔离，因此传输線(xiàn)的辐射能(néng)量不如微带線(xiàn)那样。这允许更小(xiǎo)和更紧密地布線(xiàn)。此外，带状線(xiàn)配置还提供了更多(duō)保护，使其免受可(kě)能(néng)产生干扰的传入攻击者信号的侵害。接下来，我们将研究带状線(xiàn)传输線(xiàn)路由的四个基本步骤。

组件下方的PCB布線(xiàn)

成功路由带状線(xiàn)传输線(xiàn)需要考虑四个基本步骤：

层堆叠：使用(yòng)带状線(xiàn)配置来路由传输線(xiàn)始于创建板层堆叠。不仅需要指定两个接地平面之间的专用(yòng)布線(xiàn)层，而且还必须计划介電(diàn)材料及其宽度。这对于下一步很(hěn)重要。

阻抗计算：PCB布局团队将需要板层堆叠信息，以便正确计算受控阻抗線(xiàn)的布線(xiàn)宽度。通过插入将要使用(yòng)的板材及其宽度，计算器将能(néng)够确定目标阻抗值的正确走線(xiàn)宽度。

布線(xiàn)：传输線(xiàn)需要与其他(tā)类型的信号布線(xiàn)隔离，因此请确保设置您的设计规则，以使这些線(xiàn)有(yǒu)足够的间隙。其他(tā)信号可(kě)以使用(yòng)同一层，它们只需要避开高速传输線(xiàn)，以保持这些線(xiàn)的信号完整性。

接地层：布设传输線(xiàn)时，请确保不要布设在接地层的中断处。传输線(xiàn)需要不间断的平面层，以提供干净，直接的信号返回路径。由于分(fēn)裂的平面，切口或什至大量的过孔而导致的平面层中的任何中断，都会导致返回信号在平面周围徘徊，从而在产生噪声时产生噪声。

此时，您就可(kě)以开始路由带状線(xiàn)传输線(xiàn)了。根据需要，也可(kě)以使用(yòng)不同类型的带状線(xiàn)路由配置。在某些情况下，可(kě)能(néng)需要将布線(xiàn)在参考平面之间偏移或与另一个信号耦合在一起。您可(kě)以在下图中看到一些示例。

带状線(xiàn)布線(xiàn)结构的一些示例

下一个问题是，您的PCB设计工具如何帮助您进行带状線(xiàn)传输線(xiàn)布線(xiàn)？从直接与制造商(shāng)合作以导入板层堆叠信息的能(néng)力开始，有(yǒu)许多(duō)PCB设计工具功能(néng)将非常有(yǒu)用(yòng)。通过使用(yòng)IPC 2581数据格式，您的制造商(shāng)可(kě)以向您发送其首选的层堆叠以及材料，宽度和层配置。然后，您可(kě)以使用(yòng)相同的协议将完成的電(diàn)路板文(wén)件发回以进行制造和组装。内置于设计工具中的阻抗计算器，以及用(yòng)于布線(xiàn)和接地平面创建的设计规则和高级编辑功能(néng)，也会很(hěn)有(yǒu)帮助。