電源平面分割技巧,分析不同分割方式對(duì)信號(hào)完整性的影響
一、電源平面分割的技巧
1. 避免細(xì)長(zhǎng)條和啞鈴形分割
電源平面的分割應(yīng)盡量保持規(guī)則,避免細(xì)長(zhǎng)條或啞鈴形的分割方式。這種形狀會(huì)導(dǎo)致電流路徑不均勻,增加電磁干擾(EMI)和信號(hào)完整性問題。
2. 分割距離的控制
電源平面的分割距離應(yīng)盡量保持在20mil左右,如果在BGA部分區(qū)域,可局部保持10mil的距離。過近的分割可能導(dǎo)致短路風(fēng)險(xiǎn),而過遠(yuǎn)則會(huì)增加電流環(huán)路面積。
3. 避免相鄰信號(hào)跨分割
在分割后的電源平面附近,盡量避免高速信號(hào)跨分割??绶指顣?huì)導(dǎo)致信號(hào)的回流路徑不連續(xù),引發(fā)阻抗不連續(xù)、信號(hào)反射和串?dāng)_等問題。
4. 使用縫補(bǔ)電容和跨線橋接
如果無法避免跨分割,可以通過添加縫補(bǔ)電容或使用跨線橋接來為信號(hào)提供較短的回流通路,從而減少信號(hào)完整性問題。
5. 遵循20H規(guī)則
在電源層與地層之間盡量滿足20H原則,以降低邊緣輻射效應(yīng)。如果條件允許,電源層的縮進(jìn)越多越好。
二、不同分割方式對(duì)信號(hào)完整性的影響
1. 細(xì)長(zhǎng)條分割
細(xì)長(zhǎng)條分割會(huì)導(dǎo)致電流路徑不均勻,增加環(huán)路電感和電磁干擾。這種分割方式還會(huì)破壞信號(hào)的參考平面,導(dǎo)致阻抗不連續(xù)和信號(hào)反射。
2. 不規(guī)則分割
不規(guī)則的分割方式(如啞鈴形)會(huì)增加信號(hào)跨分割的可能性,導(dǎo)致信號(hào)回流路徑不連續(xù),從而引發(fā)串?dāng)_、反射和EMI問題。
3. 高壓與低壓電源的混合分割
高壓電源和低壓電源的分割應(yīng)盡量分開,并保持足夠的間距,以避免高壓電源對(duì)低壓電源和信號(hào)的干擾。
4. 信號(hào)跨分割
信號(hào)跨分割會(huì)導(dǎo)致回流路徑增大,增加環(huán)路電感和電磁輻射,同時(shí)容易引發(fā)信號(hào)反射和串?dāng)_。對(duì)于高速信號(hào),這種影響尤為顯著。
三、總結(jié)
電源平面的分割是一門藝術(shù),合理的設(shè)計(jì)可以有效減少信號(hào)完整性問題。在設(shè)計(jì)過程中,應(yīng)盡量避免細(xì)長(zhǎng)條和啞鈴形分割,控制分割距離,并遵循20H規(guī)則。如果無法避免跨分割,可以使用縫補(bǔ)電容或跨線橋接來優(yōu)化信號(hào)回流路徑。通過這些技巧,可以顯著提高電源平面的完整性和信號(hào)質(zhì)量。
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