PCB科技 - 如何處理PCB板訊號越過分界線？

在 PCB設計 過程, 電源平面或接地層的劃分將導致平面不完整. 訊號路由時, 其基準面將從一個電源平面交叉到另一個電源平面. 這種現象稱為訊號交叉分割.

交叉分割現象示意圖

在裡面 高速電路板 數位信號系統, 高速訊號以基準面為返回路徑, 哪個是返回路徑. 當參攷平面不完整時, 將發生以下不利影響：

會導致接線阻抗不連續；

訊號之間容易產生串擾；

會引起訊號之間的反射；

增大回路面積和電流電感使輸出波形易於振盪；

同時，易受空間磁場的影響；

新增磁場與板上其他電路耦合的可能性；

回路電感上的高頻板壓降形成共模輻射源，並通過外部電纜產生共模輻射。

囙此，PCB佈線應盡可能靠近平面，避免交叉分割。 只有在低速訊號線必須穿過分區或不能靠近電源接地層時，才允許出現這些情况。

設計中跨度分段的處理

如何處理 PCB設計? 在這種情況下, 有必要縫合分段，以便為訊號提供短的返回路徑. 常用的處理方法是新增縫紉電容器和跨線橋接.

，縫合電容器

通常，在訊號橫截面處放置0402或0603封裝陶瓷電容器。 電容器的電容值為0.01uF或0.1uF。 如果空間允許，可以再新增幾個這樣的電容器。

同時，儘量保證訊號線在縫製電容器200mil範圍內，距離越小越好； 而電容器兩端的網絡對應於訊號通過的基準面網絡。 電容器兩端連接的網絡如下圖所示，兩個不同的網絡顏色鮮豔：

跨線橋接

“分組接地”是常見的，訊號層中的分段中的訊號，或其他網絡的訊號線可以包括在內。 此“數据包接地”線應盡可能厚。 此處理方法參見下圖。

高速訊號佈線技巧

多層板佈線

這個 高速電路板 訊號佈線電路通常高度集成，佈線密度高. 使用 多層板 不僅是佈線所必需的, 也是减少干擾的有效手段.

合理選擇層數可以大大减小印製板的尺寸，充分利用中間層設定遮罩，更好地實現就近接地，有效降低寄生電感，有效縮短訊號的傳輸長度，並大大减少訊號之間的交叉干擾。

導線彎曲越小越好

高速板引脚之間的引線彎曲越小越好。

高速板訊號佈線電路的引線採用全直線，需要轉動，可通過45°折線或弧線轉動。 此要求僅用於提高低頻電路中的鋁箔固定强度。

在高速電路中，滿足這一要求可以减少高速訊號的外部發射和耦合，减少訊號的輻射和反射。

領先越短越好

高速訊號佈線電路的設備引脚之間的引線越短越好。

引線越長，分佈電感和電容越大，這將對系統高頻訊號的傳遞產生很大的影響，也會改變電路的特性阻抗，導致系統的反射和振盪。

層間交替越少越好

高速板引脚之間的引線層交替越少越好。

所謂“引線的層間交替越少越好”，意味著組件連接過程中使用的過孔越少越好。

據量測，通孔可以產生0.5pf的分佈電容，從而導致電路延遲顯著增加。 减少過孔的數量可以顯著提高速度。

注意平行交叉干擾

在裡面 高速電路板 訊號接線, 應注意訊號線緊密平行佈線引起的“交叉干擾”. 如果無法避免平行分佈, 平行訊號線的對側可以佈置大面積的“地”，大大减少干擾.

避開樹枝和樹樁

高速板 訊號佈線應避免分支或短截線.

樹樁對阻抗有很大的影響，會導致訊號反射和超調，囙此在設計中應避免樹樁和分支。

使用菊花鏈佈線將减少對訊號的影響。

訊號線應盡可能位於內層

高頻板訊號線在地面上容易產生較大的電磁輻射，也容易受到外部電磁輻射或因素的干擾。

如果 高頻板 訊號線敷設在電源和地線之間, 通過電源和底層對電磁波的吸收，產生的輻射將大大减少.