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在高速PCB設計中,對於EMI,EMC的要求是很高的。而在設計當中,人類不可能完美解決EMC,EMI問題,只能在細節中把握一些方法,讓EMC,EMI問題控制在一個可以接受的範圍。在PCB設計中,現在都向高密,高速方面發展。又由於太密,還會用到盲孔,埋孔技術,來增加布線空間。由於布線密度的要求,信號線在布線過程中,不得不打孔換層。換層就會改變回流路徑。很多人不了解信號回流路徑的問題,總會在信號回流路徑問題了裁跟頭。今天上尉Shonway就分享一個關於信號回流過孔及信號回流電容的問題!原創今日頭條:臥龍會IT技術
信號回流過孔就是在信號傳輸過程中由於需要換層,在換層過孔附近,也打一個回流地的過孔。如下圖所示
他的作用就是在信號傳輸時因換層,在回流地路徑上也有一個換層孔供信號在地上也能在同個地方換層。以減小回流路徑環路面積。
信號打孔換層,會改變信號的回流路徑,這裡有很多種情況,大致有下面幾種,
(a)此情況是信號過孔從頂層打到SI3層,而SI3層的參考平面是VCC,這樣如果在信號過孔旁邊加地孔。就會有參考平面不一樣,在地回流過程中產生了斷開狀態。或者需要繞很遠的路。這時候的解決辦法,就是在附近電源層與地之間加一個回流小電容。小電容在地與電源之間形成一個通路。供信號回流。如下圖所示
(b) 此種情況是過孔換層後,參考平面不變,都是GND層。這樣是最容易的。直接在信號換層過孔聯合附近加一個接地過孔作為回流路徑就可以。
(c)此種情況就是信號過孔換層穿過了兩層GND。參考平台雖然都是地,但不是同一個地層。這種情況只要在信號過孔附近加一個過孔,讓兩層地連接起來,以給信號提供一個最近的地回流路徑就可以。如下圖所示
實驗證明:不放回流過孔會產生很多信號完整性及EMC問題,而且在信號換層過孔附近打回流過孔的形式,能有效降低線路阻抗的不連續。原創今日頭條:臥龍會IT技術
那過孔的數量是不是會影響效果。仿真表明,回流過孔越多,信號質量越好。不過這要看實際空間需要。還有過孔的大小,也是有區別的。最好回流過孔與信號過孔大小一致,這樣能更符合信號通路的阻抗平衡。通過仿真也是會得到這樣的結論。
因為過孔本身就有一些寄生電容,寄生電感存在,因此,布線原則上儘量少換層。要換層,儘量不要換參考平台。換參考平面,加電容是實在沒辦法的辦法!
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原創:臥龍會 上尉Shonway
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