跨分割信号的回流路径处理
差分对信号是否需要参考平面:
对于差分对信号,对内两信号互为对方提供返回路径,因此差分对内两信号之间的耦合非常重要。既然如此,是否可以说差分对与附近参考平面之间无需耦合?答案是否定的,受限于器件工艺、PCB走线等因素,对内两信号无法实现完全的对称,不可避免地存在共模分量,这部分共模分量需要通过参考平面实现回流,因此,对于差分对信号而言,与参考平面地紧耦合也同样重要。
跨越分割处理的方法:
跨越两个地的信号线,要从搭桥的上方走线,方可保证回流路不被阻碍:
跨越GND分割:加电阻或者磁珠
跨越电源平面分割:加电容,可以隔离两端的电源属性
跨线桥接:
如果信号参考平面变化的话,在换层的地方打两个GND过孔:
芯片退耦电容的布线:
正确处理方式:(能熟练掌握)
功率环路上的GND单独走线,不能和信号地一起走:
保证IPM主电源回流路径小,GND回流到供电的主滤波电容:
数字信号平面铺GND铜皮,通过一排竖着的GND过孔和主电路的GND相连:
高亮部分为整个板的GND:
严禁多个电容共用过孔!(引入公共路径感抗):
不同电容可能滤除不同频段的噪声。如果共用过孔,它们的电流路径就耦合在一起了。一个电容的瞬间电流变化,会通过共用过孔的感抗影响另一个电容。最终导致电容“打架”,滤波性能大幅下降,甚至引发EMI、电源不稳等问题。
不要为了省布线而让多个电容共用过孔。否则会降低去耦效果,引发电源噪声问题。
接口排线的处理方式:
PCB需要每一层都铺铜吗:
很多企业的参考板并没有直接每层都铺铜:
对于这样一个四层板,拥有一个完整的GND平面,其他层不需要铺铜:只有当表层铺铜是完整的、接地的,并与其他地层良好连接时,它才能成为可靠的信号回流路径。否则,推荐使用内层完整的GND层作为参考层。
首先我们先来看表面敷铜的好处
1.表面铺铜可以对内层信号提供额外的屏蔽防护及噪声抑制;相当于一个屏蔽罩,罩在线的上方
2.可以提高pcb的一个散热能力
3.在PCB生产过程中,节约腐蚀剂的用量;
4.避免因铜箔不均衡造成PCB过回流焊时产生的应力不同而造成PCB起翘变形
而相应的表面敷铜也有相应的弊端:外层的覆铜平面必定会被表层的元器件及信号线分离的支离破碎,如果有接地不良的铜箔(尤其是那种细细长长的碎铜),便会成为天线,产生EMI问题;对于这种铜皮我们也可以通过软件里面的功能挖掉
整改:只保留GND的GND平面,删除其他平面的GND铺铜: