分割电源层的经典技巧及信号完整性处理绝招
1. 高速信号线在跨切割层的时候,在分割部分加上电容。
原因:高速线跨分割区时,如果不加入电容,那么这些高速信号线的回流会绕过分割区,这样就会产生一个很大的环路。这种环路会产生以下问题:一是严重增加信号路径的电感;(?)二是有可能通其他信号的回路路径环路叠加,使之在走线之间生成电感,增加串扰;(?)三是大的环路会形成大的对外辐射,对EMI不利;四是大的环路还很容易接收外界的干扰。
解决方案:紧挨着高速线放置连接2个分割区的小电容,这些高速线就会增加一条通过电容的回路,这条回路的环路面积大大减少,阻抗变小,信号的回路路径也就会选中这条路径。
跨切割的地方器件的选择:电容、BEAD,0ohm选择:
电容—两端都是接电源
对于高频信号来说,电源和地是等同的(在电子基础里做交流分析时,相对于地的恒电位电源都是看成地来处理,所以电源是可以作为回路电流的),由于RF的特性,会选择最近的一个参考平面作为回路。当高速信号线靠近电源层时,会选择电源层作为回路层,这个时候如果电源层被分割就会使得参考回路变得不连续,信号回路变大,容易产生EMI问题。加电容可以使高频信号由回路,减少回路面积,减少EMI问题。
BEAD(磁珠)和0ohm电阻
对于地平面不连续处理,可以加BEAD和0ohm电阻来实现,对于板层结构为TOP信号层,电源层,地层,BOTTOM信号的PCB板,这个适合底层高速信号跨过地层分割槽。
大电容的选取从理论上是越大越好,但往往容值越大,等效电阻和等效电感也就越大,这对高频信号以及制造成本来说都极为不利。所以选择时应选择容值大,等效电阻电容小,体积小,价格合理为宜。
容值的选择Fmax= 1/3.14*tr.
高速信号,优先满足他,给他一个完整的地平面来参考,这样比跨两个电源平面好的多。
交流信号把把电源和地当作同一平面地前提是,电源和地构成的电容和所加的去耦电容等,使得在这一个频点上电源和地之间地阻抗很低才可以
谐振点在50MHz的电容,以Murata0402 Y5V材质电容为例,应该采用22nF左右的电容,精度要求不高
EMC(电磁兼容), EMI(电磁干扰), ESD(静电泄放 |