高速信號(hào)號(hào)在電源層分割時(shí)的處理辦法
可能是跨Moat會(huì)造成能量激增,可以用add cap的方式來(lái)平衡兩個(gè)部分的noise...
另一方面可能是:高速線跨切割時(shí),它的回路會(huì)被破壞,而且路徑會(huì)變遠(yuǎn),所以有人會(huì)建議加電容,讓它的回路縮短
個(gè)人理解:高速線跨分割區(qū)的時(shí)候,如果不加電容,那么這些高速線的回流就會(huì)繞過(guò)分割區(qū),這樣就會(huì)形成一個(gè)很大的環(huán)路,這樣有如下問(wèn)題:一是嚴(yán)重增加了信號(hào)路徑的電感;二是有又可能同其他信號(hào)的回流路徑環(huán)路重疊,使之在走線之間形成互感,增加串?dāng)_;三是大的環(huán)路還會(huì)形成大的對(duì)外輻射,對(duì)EMI不利;四是大的環(huán)路還很容易接收到外界的干擾。
但如果緊挨著高速線放置連接2個(gè)分割區(qū)的小電容的話,那么這些高速線就會(huì)增加一條通過(guò)電容的回路,因?yàn)檫@條回路的環(huán)路面積大大減小,阻抗也小,所以信號(hào)的回流路徑就是它了(水往低處流,高速信號(hào)當(dāng)然也要撿阻抗小的道跑了)。這樣以上所說(shuō)的一些問(wèn)題自然就要好得多了。
我在二樓是純粹以EMI去考慮的(因?yàn)樽约菏亲鯡MI的)...
其實(shí)最終的目的應(yīng)該也是在EMI上考慮的,有些跨切割的地方還會(huì)加上Bead、0ohm電阻,具體要看是跨什么樣的切割。
電容兩端是,一端電,一端地還是其他?我認(rèn)為,這個(gè)電容,相當(dāng)于一個(gè)“橋”的作用,一般,高速差分線要有個(gè)完整的地平面,當(dāng)不能保證這點(diǎn)時(shí),當(dāng)然要有個(gè)電容做橋接了,我是這樣分析的。
兩端都是接電源的。
正解:高速線跨分割區(qū)的時(shí)候,如果不加電容,那么這些高速線的回流就會(huì)繞過(guò)分割區(qū),這樣就會(huì)形成一個(gè)很大的環(huán)路,
不過(guò)我覺(jué)得電容兩端是電源還是地?zé)o關(guān)緊要,對(duì)于高頻信號(hào)來(lái)說(shuō),電源和地是等同的(電子基礎(chǔ)里做交流分析的時(shí)候,不就把電源等同于地來(lái)處理的嘛!再進(jìn)一步,相對(duì)于地是恒定電位的在做交流分析的時(shí)候都可以把它看成是地吧),所以電源同樣也可以作為回流路徑的,只不過(guò)效果可能比地稍稍差一些吧?對(duì)于高速數(shù)字信號(hào),由于RF的特性,總是選擇最近的一個(gè)參考平面,作為地回路,無(wú)論這個(gè)平面是地還是電源,所以在信號(hào)跨過(guò)這個(gè)分界線時(shí),參考回路變得不連續(xù),信號(hào)回路變大,容易產(chǎn)生EMI問(wèn)題。加電容可以使高頻信號(hào)有回路,減少回路面積,減少EMI問(wèn)題。
對(duì)于地平面的不連續(xù),可以加BEAD和0 OHM電阻來(lái)實(shí)現(xiàn),對(duì)于層結(jié)構(gòu)為,TOP信號(hào)層,電源層,地層,BOTTOM信號(hào)層的PCB板。這個(gè)適用于底層高速信號(hào)跨過(guò)地層的分割槽。
而對(duì)于電源平面的不連續(xù)處理,只能加電容提供高頻回路,隔離直流回路。對(duì)于上面的層結(jié)構(gòu),頂層的信號(hào)跨越電源平面,需要加電容來(lái)提供RF回路。
主要是從電流回路考慮,跨分割的情況下,回路電流會(huì)無(wú)法通過(guò),因此可能會(huì)繞得很遠(yuǎn),甚至輻射到空中。但由于是高頻電路,因此可以在跨分割的地方用電容相連(電容相對(duì)于高頻相當(dāng)于短路),回路電流就很容易通過(guò)電容,從而使回路連續(xù)。
至于,選多大電容,從理論上分析,當(dāng)然是越大越好,但是往往容值大的,其等效電阻和等效電感也就越大,這對(duì)高頻信號(hào)極為不利,而且從制造來(lái)說(shuō),大容值得電容,占的空間也較大,往往也會(huì)造成極大的困難。總之,選跨分割電容,要選容值大,但等效電阻電感小,體積小,價(jià)格合理的電容。
個(gè)人認(rèn)為并不是電容越大越好,而是根據(jù) fmax="1/3".14*tr來(lái)確定的, 其中的3.14 是pai
在高速電路中,如果用0歐姆電阻或BEAN來(lái)跨在分割處,基本上是兩種地在進(jìn)行單點(diǎn)連接用的,但有時(shí)候可能沒(méi)有直接用銅皮直接進(jìn)行單點(diǎn)連接效果好.
電容跨接兩個(gè)電源的時(shí)候,電容兩端最好接對(duì)應(yīng)的兩個(gè)電源.
計(jì)算方法就是諧振點(diǎn)在50MHz的電容,以Murata0402 Y5V材質(zhì)電容為例,應(yīng)該采用22nF左右的電容,精度要求不高
其實(shí)我覺(jué)得挺奇怪,既然是高速信號(hào),為何不優(yōu)先滿足他,給他一個(gè)完整的地平面來(lái)參考,這樣比跨兩個(gè)電源平面好的多。
至于電容橋接的容值的話當(dāng)然要小一些好,不過(guò)影響電容高頻特性的主要是ESL,所以選擇ESL低的電容顯得更重要
關(guān)鍵還是看參考層的把,如果不是以電源層為參考,而是以完整的地層做參考,有地層做為返回回路可.
跨電源應(yīng)該不要跨接電容?
我的一個(gè)理解是這里的電源對(duì)應(yīng)的地可能也是分割的,比如說(shuō)是模擬地和數(shù)字地。那么還有一個(gè)解決的辦法就是在地之間用磁珠或者0歐姆電阻進(jìn)行連接。
還有一個(gè)理解就是完整的地層和所要回流的信號(hào)層之間隔離的很遠(yuǎn),不是相鄰的,這種方法也是值得考慮的,僅是個(gè)人理解。
我是做主板的,我們公司的四層板是TOP,POWER,GND,BOTTOM,高速線一般走bottom層,gnd只會(huì)切成agnd與gnd,一般不會(huì)有跨切割的問(wèn)題,不過(guò)其他線跨電源會(huì)加跨接電容
要依靠你的信號(hào)頻率和電容的諧振頻率。
還有補(bǔ)充一點(diǎn),交流信號(hào)把把電源和地當(dāng)作同一平面地前提是,電源和地構(gòu)成的電容和所加的去耦電容等,使得在這一個(gè)頻點(diǎn)上電源和地之間地阻抗很低才可以。。
沒(méi)錯(cuò),就是為了給告訴信號(hào)提供一個(gè)完整的回流路徑,減少EMI問(wèn)題
經(jīng)驗(yàn)值用103的
評(píng)論
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