信號回流路徑:return current。
信號回流路徑,即return current。高速數字信號在傳輸時,信號的流向是從驅動器沿PCB傳輸線到負載,再由負載沿著地或電源通過最短路徑返回驅動器端。這個在地或電源上的返回信號就稱信號回流路徑。Dr.Johson在他的書中解釋,高頻信號傳輸,實際上是對傳輸線與直流層之間包夾的介質電容充電的過程。SI分析的就是這個圍場的電磁特性,以及他們之間的耦合。
PCB上每個從transceiver出發到receiver的信號必須最終回到transceiver一端,任何信號都需要這個回流路徑。如果把驅動芯片發出信號的那個pin腳視作電壓源的正極,把驅動芯片的GND腳視為電壓源的負極,把接收芯片收到信號的那個pin腳視為負載的一級,把接收芯片的GND腳視為負載的另一級,整個信號回路就可以視為我們最常見的電壓源驅動的負載電路。也就是說,在驅動和接收芯片的GND腳之間,存在電流流動。這個電流流動就構成了地電平面上的信號回流路徑。——摘自百度百科
參考層:
參考層是信號電流的回流路徑,理想的參考層可以提供最短的回流路徑,保證實際做出來的PCB阻抗和計算出來的阻抗一致,達到阻抗匹配的目的。計算阻抗時,一般最外層是微帶線(microstrip)模型,即參考層是與它相鄰的那一層平面。內層線是帶狀線(stripline)模型,參考層是與它相鄰的兩層。在交付PCB廠家時,需要指定相應的參考層,廠家會按照相應的模擬去計算阻抗。參考層是電流的回流路徑,不是為了做電磁屏蔽。——摘自百度知道
為什么電源層可以跟地層一樣作為參考層?
電源平面與地平面之間會有平板電容及去耦電容,這些電容在高頻時阻抗極低,所以電源層與地層高頻時幾乎等電位,所以電源層也可以是參考迴路。如果在芯片內部信號參考的是電源,那么在PCB上參考電源會比較好,但多數芯片設計中高速信號都是參考地,所以在很多高速信號的設計指導當中都推薦參考地,雖然在高頻帶電源去耦電容顯低阻抗特性,電源與地表現為等電位,但由于去耦電容位置擺放的問題可能會增大信號的回流面積,從而影響信號質量,所以對于多數高速信號,參考地位比較好的選擇。如果信號參考的是電源層,那么在電源平面上會有信號的反向瞬態回流,這個回流目的地就是相應的TX芯片地pin腳,那么它唯一的可能就是經過最近的去耦電容回到地平面上。如果去耦電容擺放的位置離地PIN腳較遠同時去耦電容以及布線本來也有寄生電感效應,自然回流的返回路徑就會有比較大的感抗,這時候可以理解為電磁波在傳輸過程中遇到較大的阻礙,高頻部分尤為明顯,表現為信號邊沿變緩甚至產生臺階,從而影響信號時序問題。——摘自EDA365
調節走線
電路板設計者通過走線的長度來控制信號的時序。通過增加走線的長度,可以增加走線的傳播時間(以 ns/in 為單位)。如果我們需要某段走線有一個固定的延時,可以通過調整走線長度來實現。這個過程通常稱為調節走線。用這種方法調整時序有兩個要求:a)對信號在我們感興趣的走線上的傳播速度有精確的了解;b)能夠調整走線的長度。通常用“蛇形”走線。
一些工程師擔心這些調節方法會引起EMI(電磁干擾)輻射。在實踐中只要注意以下幾點,還沒有發現過任何的EMI輻射問題。這些注意事項包括:a)每條走線都有一個單獨的參考層;b)調節僅限于帶狀線信號層。不過在很多情況下,也會調節微帶線層的走線(注意幾乎所有計算機的主板)。但是如果確實擔心調節引起EMI問題,那就把調節僅限制在電路板內部的層上,這樣可以保證幾乎不會帶來輻射問題。——《信號完整性與PCB設計》【美】Douglas Brooks 著 劉雷波 趙巖譯
PCB制作——Solder層和Paste層
Solder層:焊接層,用來敷綠油等阻焊材料,從而防止不需要焊接的地方沾染焊錫。這層露出所有需要焊接的焊盤,并且開孔會比實際焊盤要大。這一層需要提供給PCB廠。Solder層其實是為了阻止在這個區域內蓋綠油,如果想在這個區域露出銅,則可以在此區域上話Top層或Bottom層,然后以相同尺寸再加一層Solder層。
Paste層:焊膏層(solder paste焊膏),用來制作印刷錫膏的鋼網。這層只需露出所有需要貼片焊接的焊盤,并且開孔會比實際焊盤小,這一層不需要提供給PCB廠(除非需要制作鋼網)。