PCB部落格 - PCB板設計中的回流路徑分析

高速設計越來越成為人們關注的焦點 電路板 設計師. 設計高速PCB時, 每個工程師都應該注意他們的信號完整性, 並始終考慮其訊號電路的返回路徑, 因為不良的返回路徑容易導致信號完整性問題，如雜訊耦合. 如果電流必須經過很長的路徑才能返回, 訊號路徑的感應回路新增. 因為系統中的感應回路更大, 這些訊號越有可能吸收來自系統中任何其他網絡的雜訊. 常見的返回路徑不連續性通常由遺失的接地通孔引起, 地平面中的間隙, 缺少去耦電容器, 或者使用了錯誤的網絡. 隨著PCB設計變得越來越複雜, 迅速發現這些問題變得更加困難. 本文將詳細解釋如何在Allegro中使用IDA的ReturnPath分析功能（在DesignAnalysis中，設計同步分析）。PCB設計師通過設計示例在PCB設計過程中執行返回路徑分析，以幫助工程師快速找到這些高速訊號的返回路徑是否合適. , 為了確保佈局質量，减少大規模生產後由於訊號不穩定造成的召回損失, 並取得設計成功.

返回路徑定義

回歸路徑分析的重要性

返回路徑分析示例的詳細說明

返回路徑分析結果分析

1.什麼是返回路徑？

電力產品的運行需要一個帶有訊號的電路來運行，就像下圖（1）中的電池負極必須連接到藍色導線上，燈才會亮起。在早期，我們可以看到，電報系統使用“地”作為訊號回路的接地平面，可以省略另一條接地線，以降低昂貴的成本。 或者，如果現代生活中類似的情况是在汽車上安裝燈泡，我們可以將“汽車外殼”視為訊號電路的接地，將燈泡的負極直接連接到汽車外殼上點亮，這樣可以節省很多衣物。 線路的故障，不需要考慮返回路徑問題。 然而，如果您想將各種感測器或處理器連接到駕駛系統、CAN（車輛網路系統）甚至ADAS（高級駕駛員輔助系統），這並不像直接連接和省略導線那麼簡單。 很容易涉及高頻/高速傳輸，需要注意其返回路徑的完整性。 類似地，對於PCB設計，如果是低頻訊號，其返回路徑將與阻抗一起返回，但隨著頻率新增，電流需要在閉環中返回到源極，囙此將更多地考慮電感器的返回路徑， 並且通常對應於佈線的上層和下層的返回路徑，以避免內層切割引起的返回路徑迂回的問題，囙此高速訊號的返回路徑的考慮更為重要。

2.什麼需要返回路徑分析？

如上所述，考慮高速訊號的返回路徑是至關重要的，因為最輕微的疏忽都會大大降低電路功能。 一般來說，由於標準PCB的DRC檢查僅檢查滑鼠線是否連接以及安全距離是否足够，囙此類似ReturnPath的分析不容易實現，通常需要有經驗的老手打開相關圖表。 這些層遵循高速訊號跡線的相鄰層，以確保返回路徑並控制佈局質量。 或者為如何在軌跡旁邊添加縫合線的佈局製定一些規範。 對於使用過孔後的差分訊號，應在其旁邊放置幾個縫合點。 那是另一個故事！ 甚至有必要添加縫合電容器來填充那些無法穿過的護城河，從而導致成本新增以改善返回路徑。 囙此，如果我們有一個直觀的輔助分析工具，它將根據訊號的幾何結構分析返回路徑，並在沒有模型的情况下計算其電感RPQF（返回路徑質量因數，返回路徑質量因數）的比率。 當RPQF值接近1時，意味著訊號佈線更接近返回路徑，且該值越高，返回路徑越曲折、越遠。此外，分析完成後，可以直接列出相關訊號的RPQF數值，如下圖6所示， 允許我們快速識別每個訊號的嚴重性並糾正不滿意的部分。 注：IDA（設計分析）中的其他阻抗-阻抗分析和耦合-耦合干擾分析也可根據無模型的檢查過程進行。 通過快速篩分分析，可以快速實現各種佈局的品質控制。

3.如何進行返回路徑分析

現在Allegro已經引進了Sigrity的類比分析科技,將IDA（In Design Analysis，設計同步分析）引入PCB設計過程，幫助PCB工程師在設計中同步分析, 並預先找到返回路徑的公共不連續性. , 實时解决問題, 快速確保訊號返回路徑的質量, 提高設計效率，降低失效概率. 同樣重要的是，返回路徑檢查 PCB板 也不需要模型，可以通過簡單的流程輕鬆實現!