24小(xiǎo)时联系電(diàn)话:18217114652、13661815404
中文(wén)
- 您当前的位置：
- 首页>
- 電(diàn)子资讯>
- 公司新(xīn)闻>
- 反对多(duō)层 PCB 中正交...
公司新(xīn)闻
反对多(duō)层 PCB 中正交走線(xiàn)布線(xiàn)的案例
反对多(duō)层 PCB 中正交走線(xiàn)布線(xiàn)的案例
随着電(diàn)子和 PCB 设计变得越来越复杂，很(hěn)容易在不考虑上下文(wén)的情况下应用(yòng)本网站和其他(tā)网站的建议，从而导致这些设计选择导致電(diàn)路板失败的情况。
我最近有(yǒu)一个客户在寻找一些帮助调试升级到旧设计。客户端决定使用(yòng)具有(yǒu) 6 层堆叠的经典正交跟踪路由建议，类似于下面显示的堆叠。在这个叠层中，两个顶层和两个底层是信号层。这些层中的走線(xiàn)在 IC 之间正交布線(xiàn)，标准通孔用(yòng)于层转换。
不要将这种简单的 6 层堆叠与高速信号一起使用(yòng)...
有(yǒu)经验的设计师应该已经知道这张图片有(yǒu)什么问题。问题是工程师试图升级设计以使用(yòng)运行在 400 MHz的新(xīn) MCU和高速接口，但没有(yǒu)改变叠层，设计不可(kě)避免地失败了。
此时，解决方案应该是显而易见的；正确设计叠层，在高边缘速率下工作时，您将不必依赖正交布線(xiàn)来确保信号完整性。事实证明，这最终成為(wèi)一个電(diàn)源完整性问题，它与正交路由关系不大，而与层排列有(yǒu)关。然而，这引出了一个问题：什么时候应该使用(yòng)正交路由？
正交跟踪路由何时适用(yòng)？
在相邻信号层上使用(yòng)正交走線(xiàn)布線(xiàn)的主要目标是消除走線(xiàn)之间的電(diàn)感串扰。随着数字信号的传播，它会产生一个磁场，信号的开关边沿会在迹線(xiàn)周围的區(qū)域中产生变化的磁通量。当磁场線(xiàn)入射到与环路區(qū)域垂直的闭合导體(tǐ)环路上时，不断变化的磁场通量会在受害信号線(xiàn)中感应和反電(diàn)动势。
当相邻层上的互连以正交方式（沿垂直方向）布線(xiàn)时，来自一条迹線(xiàn)的磁场将始终平行于由下一层上的受害迹線(xiàn)形成的导體(tǐ)回路，从而有(yǒu)效地消除了直接電(diàn)感串扰。虽然这种描述在技术上是正确的，但它过于简单化，并没有(yǒu)考虑实际 PCB 堆叠和布局的其他(tā)重要方面。使用(yòng)正交路由所涉及的主要问题与交换速度、解耦和定义可(kě)靠返回路径有(yǒu)关。
尽管没有(yǒu)電(diàn)感耦合，但仍然存在電(diàn)容耦合，即使走線(xiàn)之间的交叉區(qū)域很(hěn)小(xiǎo)。如果您没有(yǒu)正确设计返回路径，信号层 1 与其地之间的電(diàn)场（见上图）可(kě)能(néng)会耦合回层 2 中的信号，原因是它们的互電(diàn)容之间存在電(diàn)位差，从而产生電(diàn)容串扰。当信号边沿速率较快时，電(diàn)容耦合信号所看到的阻抗较低，从而在受干扰迹線(xiàn)中产生较强的電(diàn)流脉冲。
这样的高级设计不会使用(yòng)正交走線(xiàn)路由。
在较低的边缘速率下，无论是否使用(yòng)正交布線(xiàn)，您可(kě)能(néng)都不会注意到電(diàn)容串扰。它仍然会发生，但它可(kě)能(néng)不足以突破连接到受害迹線(xiàn)的任何组件的噪声容限。在低速时，電(diàn)感耦合信号的阻抗较低，因此您可(kě)能(néng)希望在相邻信号层上正交布線(xiàn)，以最大限度地减少電(diàn)感耦合。使用(yòng)低边缘速率是在相邻信号层中进行正交走線(xiàn)布線(xiàn)合适的一种情况。
对于我们其他(tā)人，我们通常在边缘速率方面工作在纳秒(miǎo)以下，这需要信号层之间的仔细屏蔽/隔离、精心设计的返回路径和超稳定的功率传输。这一切都取决于设计正确的 PCB 叠层。