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高速信號選擇走線層的方法

h1654155282.3538 ? 來源:電巢 ? 作者:電巢 ? 2020-12-19 10:23 ? 次閱讀

表層走線與內層走線更為規范的說法應該是微帶線與帶狀線。兩種走線方式因為介質和參考面不同,會存在比較明顯的差異。

對于長距離傳輸的高速信號,尤其是背板之類的,需要特別注意損耗帶來的影響,避免高頻分量過多損失掉,因此在布線前期就需要規劃選擇一個合適的走線層。

這里我們通過仿真軟件來對比表層走線與內層走線,誰更適合用于高速信號的傳輸。

首先,搭建疊層模板,分別是表層走線模板和內層走線的層疊模板:

pIYBAF_dZDiACvfYAAZBTvQy3G8604.png

為了更接近實際情況,表層走線還需要設置阻焊參數,也就是常說的綠油。不同品類的綠油參數差別較大,這里為了突出其影響,將阻焊參數設置得比較重。

接下來,利用軟件自帶的阻抗計算工具,或是SI9000等阻抗計算軟件,計算出表層和內層走線在阻抗50Ω下的線寬,并填寫到傳輸線的參數中。統一設置表層與內層走線的傳輸線長度為5000mil。

o4YBAF_dZD-ATFqWAAZs-_XID8g962.png

放置端口,完成電路的連接。

運行仿真,對比提取到的S參數:

pIYBAF_dZEyAFS4dAADs7pdZ6B0589.png

觀測結果可以發現,微帶線(S21)損耗小于帶狀線(S43),此時微帶線也就是表層走線有更小的傳輸損耗。

但結論不能這么輕易的得出,還需要進一步完善實驗。之前仿真都是基于普通FR4的板材,而對于高速信號我們通常會使用高速板材,高速板材會有更低的損耗角正切,也就是常說的DF。因此還需要對比高速板材下的表現情況。

為了更方便的進行驗證,將板材中的損耗角正切值改為變量。

仿真,并使用調諧工具實時調整DF值,同時觀察S參數的表現。

對比結果,可見選擇了高速板材之后微帶線阻焊帶來的影響越來越嚴重,其傳輸性能逐漸被帶狀線超過。板材的DF值越低,微帶線落后就越大。

在實際的高速PCB設計中,綠油帶來的損耗不可忽視,在已選用高速板材的情況下,通常建議長距離傳輸的高速信號走在內層,此時有更小的傳輸損耗。
責任編輯人:CC

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