信號(hào)完整性基礎(chǔ)--串?dāng)_（二）

本章我們接著介紹信號(hào)完整性基礎(chǔ)第三章節(jié)串?dāng)_剩余知識(shí)。

04帶狀線和微帶線地串?dāng)_差異

(1)帶狀線信號(hào)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(méi)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(duì)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(duì)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(hào)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(duì)比

05包地處理

(1)PCB中常對(duì)關(guān)鍵信號(hào)添加保護(hù)地線，目的是引入低阻抗邊界，將信號(hào)上發(fā)射出來(lái)的干擾引入到地回路。

(2)合理的包地有助于優(yōu)化信號(hào)，但如果包地不合理，反而會(huì)對(duì)信號(hào)造成干擾。

圖5、6 ADS仿真：不同包地對(duì)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(lái)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(guò)孔，通常建議過(guò)孔密度大于1/20波長(zhǎng)，不能小于1/10波長(zhǎng)。

06等長(zhǎng)方式

(1)為了保證信號(hào)傳輸延時(shí)一致，常通過(guò)蛇形走線來(lái)繞等長(zhǎng)。

(2)等長(zhǎng)不一定等延時(shí)，繞等長(zhǎng)之后會(huì)使信號(hào)提前到達(dá)。不同繞等長(zhǎng)的方式，信號(hào)提前到達(dá)的時(shí)間不一致。(5G以內(nèi)信號(hào)基本忽略影響)

圖7、8 ADS仿真：等長(zhǎng)方式對(duì)信號(hào)時(shí)延地影響

(3)通過(guò)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(hào)提前到達(dá)的原因是因?yàn)樽?a href="http://wenjunhu.com/tags/耦合/" target="_blank">耦合。當(dāng)信號(hào)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(hào)疊加導(dǎo)致信號(hào)提前到達(dá)。

(5)為了使信號(hào)盡可能同時(shí)到達(dá)，可以通過(guò)拉開(kāi)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(guò)長(zhǎng)。

(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(méi)在信號(hào)邊沿中，對(duì)信號(hào)整體質(zhì)量不影響，大波浪造成的近端串?dāng)_寬度較大，會(huì)和信號(hào)疊加，影響信號(hào)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(hào)會(huì)直接穿過(guò)。(波浪高度不能小于信號(hào)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(huì)在相鄰層之間產(chǎn)生。

(2)相鄰層耦合對(duì)信號(hào)的影響遠(yuǎn)大于同層走線串?dāng)_帶來(lái)的影響。為了控制5%的串?dāng)_系數(shù)，應(yīng)使相鄰層信號(hào)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(guò)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(hào)

審核編輯：湯梓紅