在PCB設計過程中,電源平面的分割或者是地平面的分割,會導致平面的不完整,這樣信號走線的時候,它的參考平面就會出現從一個電源面跨接到另一個電源面,這種現象我們就叫做信號跨分割。
跨分割現象示意圖
跨分割,對于低速信號可能沒有什么關系,但是在高速數字信號系統中,高速信號是以參考平面作為返回路徑,就是回流路徑。當參考平面不完整的時候,會出現如下不良影響:
a.會導致走線的的阻抗不連續;
b.容易使信號之間發生串擾;
c.會引發信號之間的反射;
d.增大電流的環路面積、加大環路電感,使輸出的波形容易振蕩;
e.增加向空間的輻射干擾,同時容易受到空間磁場的影響;
f.加大與板上的其它電路產生磁場耦合的可能性;
g.環路電感上的高頻壓降構成共模輻射源,并通過外接電纜產生共模輻射。
因此,PCB布線要盡可能靠近一個平面,并避免跨分割。若必須跨分割或者無法靠近電源地平面,這些情況僅允許在低速信號線中存在。
PCB設計中跨分割的處理
如果在PCB設計中不可避免的出現了跨分割,又該如何處理呢?這種情況下,需要對分割進行縫補,為信號提供較短的回流通路,常見的處理方式有添加縫補電容和跨線橋接。
1.縫補電容(Stiching Capacitor)
通常在信號跨分割處擺放一個0402或者0603封裝的瓷片電容,電容的容值在0.01uF或者是0.1 uF,如果空間允許,可以多添加幾個這樣的電容;同時盡量保證信號線在縫補電容 200mil范圍內,距離越小越好;而電容兩端的網絡分別對應信號穿過的參考平面的網絡,見下圖中電容兩端連接的網絡,兩種顏色高亮的兩種不同網絡:
2.跨線橋接
常見的就是在信號層對跨分割的信號“包地處理”,也可能包的是其他網絡的信號線,這個個“包地”線盡量粗,這種處理方式,參考下圖。
審核編輯:湯梓紅
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