PCB繞等長之“同組同層”資料下載

中介紹過了繞線方式帶來的延時(shí)誤差，從而導(dǎo)致等長失配。這次我們再來看另外一個(gè)常常被忽略的點(diǎn)，關(guān)于“同組同層”。 同組同層，最容易理解的原因之一是過孔長度帶來的誤差。 假設(shè)有這樣一組信號中，信號中大多數(shù)信號線都是從頂層出線，直接連接到同樣位于頂層的接收端。但就像下圖中那樣，偏偏有一個(gè)秀兒，先是打了一個(gè)過孔換層到底層，然后又換層到頂層再走到接收端。這樣這個(gè)秀兒的總長度就比正常走線長了2個(gè)過孔的長度，如果板厚1.6MM，那么長度偏差就是約130mil。 但這個(gè)只是一個(gè)小問題，軟件就可以很簡單的就幫我們給避規(guī)掉，比如在ALLEGRO中勾選Z Axis Delay后軟件就會根據(jù)你的疊層信息將過孔的長度計(jì)算到總長度中，從而校正長度誤差。 但也有一些是無法校正的，比如過孔呈現(xiàn)容性，從而對延時(shí)的阻礙等。這個(gè)不是這次文章的關(guān)注點(diǎn)，暫不分析。 對于這些軟件能夠輕易解決的，通常都不是我們要重點(diǎn)分析的。這次我們重點(diǎn)分析同組同層的另一個(gè)作用，關(guān)于信號在不同層的傳播速度。 在以前的內(nèi)容中，我們通常會說信號的速度大約是1PS傳播6mil,但這是一個(gè)非常粗糙的數(shù)據(jù)。 舉個(gè)簡單的例子，我們在某阻抗計(jì)算工具中快速的計(jì)算一下，看看同樣在50Ω阻抗的情況下表層和內(nèi)層的速度差異： 根據(jù)信號傳輸1in所需要的時(shí)間，可以算出表層大概為6.7mil/ps，內(nèi)層約為5.7mil/ps。 答案已經(jīng)呼之欲出了，假設(shè)這段線需要傳輸1000ps，那么表層走線和內(nèi)層走線的長度差異就達(dá)到了1000mil。相比而已過孔那點(diǎn)長度差就有點(diǎn)微不足道了。 本著“嚴(yán)謹(jǐn)”的態(tài)度，我們還是做一下仿真，來看看實(shí)際情況是不是這樣。 這次的DEMO板是兩根長度約為2500mil的走線，一個(gè)走在表層，一個(gè)走在內(nèi)層，阻抗均為50。 利用SIGRITY進(jìn)行S參數(shù)的提取，并保存S參數(shù)。 搭建仿真電路： 對比信號在接收端電壓上升到同樣幅度的時(shí)間，就可以判斷信號抵達(dá)的時(shí)間。 分析上面這張圖，兩個(gè)信號在接收端幅度達(dá)到0.5V時(shí)，表層走線用時(shí)438.5ps，內(nèi)層走線用時(shí)480.2ps。兩者差距約42ps按照6mil/ps的傳播速度簡易公式換算下來約250mil。 這段走線長度為2500mil，按照比例完美契合了我們用SI9000計(jì)算出傳播速度時(shí)的理論分析。 因此表層傳輸和內(nèi)層傳輸速度帶來的差異是非常明顯的，為了減小這種差異，最好的辦法就是同組同層，需要等長的信號走在同一個(gè)層，這樣就可以避免傳播速度帶來的差異。 當(dāng)然還有一點(diǎn)需要注意的是，同組同層也意味一個(gè)分組內(nèi)的信號，換層打過孔的區(qū)域也應(yīng)該盡量集中。像是下面這種為了同組同層，而同組同層是沒有多大意義的。 最后造成表層和內(nèi)層傳播速度差異的原因在于表層走線部分磁場分散在空間中，空氣的介電常數(shù)更低，因此會有更快的傳播速度。 相關(guān)閱讀： 本文轉(zhuǎn)載自： PCB設(shè)計(jì)與信號完整性仿真（作者：十四歲的十四 ） 免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請聯(lián)系小編進(jìn)行處理。 (mbbeetchina)