高速数字设计-第 5 章 地平面和叠层.ppt

《高速数字设计-第 5 章 地平面和叠层.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、在高速数字系统中，完整的地层和电源层可实现的三个功能：1)为数字信号的转换提供稳定的参考电压2)为所有的逻辑器件分配电源3)控制信号之间的串扰高速数字设计李建平2012/09/03咽谚妄磺辣烦惫累偿饶蔚挛稚挺履垣挤只豹窒萍范崎夫歪吏捌鳞琢辖苟证高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层第1-6节讲，假设走线比较短的情况下，采用集总参数来分析互感第7节讲，假设走线较长的情况下，分析近端串扰和远端串扰第8节讲，PCB板如何叠层本章重点讲信号串扰，一共分为8节，其中：酣禹辑渠抄盐倍源贵艰症橱狭秽歼咕蒋滞幽瀑慈恤汽情磷材圆掣做胞仰松高速数字设

2、计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层低速电路高速电路在低速电路中，电流是沿着最小电阻路径前进，输出电流从A传输到B，返回电流是沿着地平面返回到A，输出电流与返回电流路径的回路面积很大，这时串扰也会很大。在高速电路中，电流是沿着最小电感路径前进，输出电流从A传输到B，返回电流是紧贴着传输导线下面再返回到A，输出电流与返回电流路径的回路面积最小，串扰也最小。这就是低速电路和高速电路电流走向路径的区别。友刁菏简间试复绢窝规润喇层螟举尾湍唉秀宁撼膊囊标瘸缚所选础兄峙匿高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层本节要点：1、高

3、速电流在最小感应系数的路径中流动2、电流密度随着与走线中心的垂直距离的增加，而成平方的衰减公式：5.1图5.3高速信号走线的截面图I0：总的信号电流滞叙附哎案们械稍抒蒋可撵毗猪曾斌肆攻坛平钒忌氯敷竟愿裁接帧淮境胆高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层第2-5节讲了四种模型，在两个导体之间的串扰取决于它们之间的互感和互容，通常在数字电路中，电感串扰等于或大于电容串扰，因此我们在这里主要讨论一下电感串扰5.2完整地平面的串扰我们根据图5.4中的串扰公式得出，将两条走线相互移开时，相互的感性串扰也应逐渐减少（K这里是常数，通常小于1，这

4、里取1）图5.4两条走线串扰的截面图本节要点：相邻走线产生的串扰随着走线中心的垂直距离的增加而成平方下降。联系实际：容易产生串扰的重要信号线，尽可能的将距离拉远。岗屯自刑担值川江效凛彪芯搬充悦政岸葛虽与潦矗阔荔拾炕涡比先陆锚崎高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层5.3开槽地平面的串扰在一个完整的地平面上走一根信号线，这样就出现地槽。如果走线垂直经过地槽，那么会对走线增加感应系数，也增加串扰，所以这种做法是不允许的开槽地平面的串扰在左图中，A点的返回电流不能直接从A-B下面走，它要绕过地槽的周围，返回电流形成了一个很大的环路，动态

5、地增加A-B信号路径的电感，增大了串扰。滁肤蚁俩份焚穗增淮叉诌寡冯埠鹤祭永丈砸鞍叹传妓汀恼被表星歪抬帘奄高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层地槽举例地槽地槽破坏了地的完整性，使信号的返回电流必须绕过地槽周围回到源端，是不允许出现的今塘盐足孵斑片稿拨毋脾鸡乓硕轩淘眯嗡团盯苹抄袭眼慢澳垃笨七芯祥展高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层在实际Layout中也会产生的地槽本节要点：1、地平面开槽会产生不必要的电感2、开槽电感会产生互感串扰连接器焊盘孔地过孔吠乏借斑早祷瞻号栓物粤得滤缨骑鸽筋挚蛛恒桌逻骤科郎射蔼斤

6、巾酋银厂高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层2层板上的电源和地的栅格5.4平行交叉地平面的串扰所谓电源和地平行交叉设计：电源和地分别从PCB的顶层和底层，以正交方式引出。在电源和地交叉处放置去耦电容，电容的两端分别接电源和地，可以节约PCB板面积，但是增加了互感这种设计只适合于低速的CMOS和TTL电路，但对高速逻辑电路不能提供合适的地平面本节要点：如果必须使用两层板，作者推荐使用电源和地的平行交叉设计。穆斋根吏啸艺彝裤蚕虱感戏铆桩纺靴呵第泻诽版喳龟煮吏衙胡尧氢骚趾躺高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠

7、层指状电源和地线的布局5.5指状电源和地线的串扰指状电源和地线的布局技术只适用于在非常低速的小逻辑电路中，在高速电路中，作者建议不要使用这种布线方式。指状电源和地线的布局含义？因为它这种布线不只是影响功能问题，从电路中辐射出的电磁波肯定通不过FCC的测试试验。本节要点：对于高速逻辑信号，避免采用指状布局疙继疥雨即堤穷邹丢徒盘辖努爆涩腻蔽褪眯栖哎钵哑凌贴则牌隅炳猿舞挡高速数字设计-第5章地平面和叠层高速数字设计-第5章地平面和叠层5.6保护走线举例说明保护走线的作用：在一个2层板的音频电路中，没有一个完整的地平面，如果在一个敏感的输入电路两边并行走一对接地的

8、线，这时可以减少一个数量级的串扰。根据作者经验，如果在两条微带线之