高速PCB設(shè)計(jì)入門(mén)：如何消除串?dāng)_？

PCB 布局上的串?dāng)_可能會(huì)造成災(zāi)難性后果。 如果不加以糾正，串?dāng)_可能會(huì)導(dǎo)致成品電路板根本無(wú)法工作或時(shí)斷時(shí)續(xù)地出現(xiàn)問(wèn)題。 下面我們就來(lái)看看什么是串?dāng)_，以及在高速PCB設(shè)計(jì)中如何防止串?dāng)_。

什么是高速PCB設(shè)計(jì)中的串?dāng)_？

串?dāng)_是在 PCB 上運(yùn)行的導(dǎo)線(xiàn)之間意外的電磁耦合。 這種耦合可能會(huì)導(dǎo)致一條跡線(xiàn)的信號(hào)脈沖無(wú)法作用于另一條跡線(xiàn)的信號(hào)，即使它們實(shí)際上并未相互接觸。 當(dāng)平行運(yùn)行之間的距離非常窄時(shí)，可能會(huì)發(fā)生這種情況。 盡管跡線(xiàn)可能會(huì)出于制造目的而保持最小間距，但它們可能不足以滿(mǎn)足電磁目的。

考慮兩條路線(xiàn)彼此平行。 如果一條跡線(xiàn)中的信號(hào)幅度大于另一條跡線(xiàn)，則可能會(huì)嚴(yán)重影響另一條跡線(xiàn)。 然后，“受害者”跡線(xiàn)中的信號(hào)將開(kāi)始模仿攻擊者跡線(xiàn)的特性阻抗，而不是傳輸自己的信號(hào)。 發(fā)生這種情況時(shí)，就會(huì)遇到串?dāng)_。

一般認(rèn)為串?dāng)_發(fā)生在同一層上相鄰的兩條平行線(xiàn)路之間。 然而，相鄰層上的兩條相鄰平行線(xiàn)路之間可能會(huì)發(fā)生串?dāng)_。 這稱(chēng)為寬邊耦合，因?yàn)橄噜弮蓚€(gè)信號(hào)層之間的核心厚度很小，因此更容易發(fā)生這種情況。 該厚度可以是 4 密耳（0.1 毫米），有時(shí)小于同一層上兩次運(yùn)行之間的距離。

消除高速設(shè)計(jì)中的潛在串?dāng)_

幸運(yùn)的是，您不會(huì)受到串?dāng)_的影響。 您可以通過(guò)專(zhuān)注于最小化串?dāng)_的高速 PCB 設(shè)計(jì)來(lái)避免這些問(wèn)題。 以下是一些可以幫助您消除板上串?dāng)_可能性的高速設(shè)計(jì)技術(shù)：

差分對(duì)與其他信號(hào)路徑之間的距離應(yīng)盡可能大。 經(jīng)驗(yàn)法則是間隙 = 走線(xiàn)寬度的 3 倍。

時(shí)鐘走線(xiàn)與其他信號(hào)走線(xiàn)之間的差異應(yīng)盡可能大。 同樣的gap=3倍拇指寬度規(guī)則也適用于此。

保持不同差分對(duì)之間的距離盡可能大。 這里的經(jīng)驗(yàn)法則是稍微大一點(diǎn)，gap=5倍走線(xiàn)寬度。

異步信號(hào)（如RESET、INTERRUPT等）要遠(yuǎn)離總線(xiàn)和高速信號(hào)。 然而，由于這些信號(hào)在電路板的正常操作中很少使用，因此可以將它們路由到開(kāi)、關(guān)或開(kāi)機(jī)信號(hào)旁邊。

確保板疊中相鄰的兩個(gè)信號(hào)層會(huì)交替改變水平和垂直布線(xiàn)方向。 通過(guò)不允許路由線(xiàn)彼此平行延伸，將減少寬邊耦合的機(jī)會(huì)。

減少兩個(gè)相鄰信號(hào)層之間潛在串?dāng)_的更好方法是在微帶配置中將它們之間的層與接地層分開(kāi)。 地平面不僅會(huì)增加兩個(gè)信號(hào)層之間的距離，還會(huì)為信號(hào)層提供所需的返回路徑。

設(shè)計(jì)軟件如何幫助您消除高速PCB設(shè)計(jì)中的串?dāng)_

PCB 設(shè)計(jì)工具具有許多內(nèi)置功能，可幫助您避免設(shè)計(jì)中的串?dāng)_。 電路板層規(guī)則將通過(guò)指定布線(xiàn)方向和創(chuàng)建微帶堆棧來(lái)幫助您避免寬邊耦合。 使用網(wǎng)絡(luò)類(lèi)別規(guī)則，您將能夠?yàn)楦菀资艿酱當(dāng)_影響的網(wǎng)絡(luò)組分配更大的路由間隔。 差分對(duì)路由器會(huì)將差分對(duì)作為實(shí)際對(duì)一起布線(xiàn)，而不是單獨(dú)布線(xiàn)。 這樣，可以保持差分對(duì)路由線(xiàn)路與其他網(wǎng)絡(luò)之間所需的間距，以避免串?dāng)_。

除了高速PCB設(shè)計(jì)軟件的內(nèi)置功能外，還有其他工具也可以幫助您消除高速PCB設(shè)計(jì)中的串?dāng)_。 有不同的串?dāng)_計(jì)算器可幫助您確定正確的布線(xiàn)寬度和布線(xiàn)間距。 還有一個(gè)信號(hào)完整性模擬器，可以分析您的高速設(shè)計(jì)中是否存在潛在的串?dāng)_問(wèn)題。

如果允許串?dāng)_，則可能是印制電路板上的大問(wèn)題。 既然您知道要尋找什么，就可以準(zhǔn)備防止串?dāng)_了。 我們?cè)诖擞懻摰脑O(shè)計(jì)技術(shù)和高速 PCB 設(shè)計(jì)軟件的功能將幫助您創(chuàng)建無(wú)串?dāng)_設(shè)計(jì)。 PCB加工廠講解：什么是高速PCB設(shè)計(jì)中的串?dāng)_？ 如何消除串?dāng)_和潛在的串?dāng)_？