在PCB设计过程中,电源平面的分割或者是地平面的分割,会导致平面的不完整,这样信号走线的时候,它的参考平面就会出现从一个电源面跨接到另一个电源面,这种现象我们就叫做信号跨分割。
跨分割现象示意图
跨分割,对于低速信号可能没有什么关系,但是在高速数字信号系统中,高速信号是以参考平面作为返回路径,就是回流路径。当参考平面不完整的时候,会出现如下不良影响:
a、会导致走线的的阻抗不连续;
b、容易使信号之间发生串扰;
c、会引发信号之间的反射;
d、增大电流的环路面积、加大环路电感,使输出的波形容易振荡;
e、增加向空间的辐射干扰,同时容易受到空间磁场的影响;
f、加大与板上的其它电路产生磁场耦合的可能性;
g、环路电感上的高频压降构成共模辐射源,并通过外接电缆产生共模辐射。
因此,PCB布线要尽可能靠近一个平面,并避免跨分割。若必须跨分割或者无法靠近电源地平面,这些情况仅允许在低速信号线中存在。
PCB设计中跨分割的处理
如果在PCB设计中不可避免的出现了跨分割,又该如何处理呢?这种情况下,需要对分割进行缝补,为信号提供较短的回流通路,常见的处理方式有添加缝补电容和跨线桥接。
1、缝补电容(Stiching Capacitor)
2、跨线桥接
知识扩展:高速信号布线技巧
1、多层布线
2、引线弯折越少越好
高速电路器件管脚间的引线弯折越少越好。高速信号布线电路布线的引线最好采用全直线,需要转折,可用45°折线或圆弧转折,这种要求在低频电路中仅仅用于提高钢箔的固着强度,而在高速电路中,满足这一要求却可以减少高速信号对外的发射和相互间的耦合,减少信号的辐射和反射。
3、引线越短越好
高速信号布线电路器件管脚间的引线越短越好。引线越长,带来的分布电感和分布电容值越大,对系统的高频信号的通过产生很多的影响,同时也会改变电路的特性阻抗,导致系统发生反射、振荡等。
4、引线层间交替越少越好
高速电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。所谓“引线的层间交替越少越好”,是指元件连接过程中所用的过孔越少越好。据测,一个过孔可带来约0.5pf的分布电容,导致电路的延时明显增加,减少过孔数能显着提高速度。
5、注意平行交叉干扰
高速电路器件管脚间的引线层间交替越少越好。所谓“引线的层间交替越少越好”,是指元件连接过程中所用的过孔越少越好。据测,一个过孔可带来约0.5pf的分布电容,导致电路的延时明显增加,减少过孔数能显着提高速度。买元器件现货上唯样商城。
6、注意平行交叉干
高速信号布线要注意信号线近距离平行走线所引入的“交叉干扰”,若无法避免平行分布,可在平行信号线的反面布置大面积“地”来大幅度减少干扰。
7、避免分枝和树桩
8、信号线尽量走在内层
高频信号线走在表层容易产生较大的电磁辐射,也容易受到外界电磁辐射或者因素的干扰。将高频信号线布线在电源和地线之间,通过电源和底层对电磁波的吸收,所产生的辐射将减少很多。
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