参考平面的宽度-信号与电源完整性分析

参考平面的宽度:

计算特征阻抗时假设参考平面是无限宽的平面。在参考平面的宽度远大于线宽或介质厚度时,这种假设是正确的。但是PCB板上的参考平面经常被反焊盘掏空,当互连线经过参考平面掏空区域附近时,掏空的局部互连线参考平面变窄,这会影响到互连线在这个区域的阻抗。当互连线穿过连接器区域时,互连线两侧的参考平面都被掏空。当互连线一侧是安装孔或其他通孔时,可能只有一侧参考平面被掏空。在两种情况下,参考平面宽度对阻抗的影响大小稍有不同。

图7-3显示了表层微带线在两种情况下的阻抗变化,表示参考平面边缘相对于互连线边缘的外延值,h=3.5mil为介质厚度,线宽为6 mil。a图为互连线两侧参考平面都被掏空,参考平面外延值分别为介质厚度不同倍数时阻抗的变化曲线。当外延值极小时阻抗的变化很大,随着参考平面外延值加大,阻抗很快稳定并趋近于特性阻抗。当参考平面的外延值为介质厚度的2~3倍时,阻抗的变化约为2%。b图为参考平面只有一侧被掏空,另一侧可认为无限宽的情况下,阻抗随外延值的变化。当参考平面的外延值为介质厚度的1~2倍时,阻抗的变化约为2%。

图7-4显示了内层带状线参考平面被挖空时阻抗的变化情况,本例中层叠结构是对称的,即内层线上下介质厚度相同,此时不论是一侧参考平面被掏空还是两侧同时掏空,只要外延值大于1倍介质厚度,阻抗变化就可大致保持在2%以下的水平。层数较多的PCB板,常常符合这种情况。带状线两侧介质厚度不同时,外延值对阻抗的变化量的影响也会有区别,最好通过仿真计算具体的变化量。

参考平面两侧都被掏空时,外延值对阻抗的影响要相对大一些。而参考平面只有一侧被掏空时,外延值对阻抗的影响相对较小一些。另外,内层走线受参考平面掏空的影响比表层走线小。

参考平面宽度的变化使阻抗产生变化,对于GHz以下信号通常不是问题,因为信号上升时间较长(通常几百皮秒这样的量级),信号感受到的阻抗变化极小。但是对于GHz以上的高速串行互连就要注意这个问题,比如10 Gbps信号上升时间只有三四十个皮秒,对阻抗变化要敏感些,同时这种高速串行互连各项指标的设计余量都较小,因此即使细小的影响也不能忽略。

参考平面的宽度:

相关推荐
通信小呆呆1 天前
以矩阵视角统一理解:外积、Kronecker 积与 Khatri–Rao 积(含MATLAB可视化)
线性代数·算法·matlab·矩阵·信号处理
Shang180989357261 天前
MS2107高性能USB 2.0视频信号和音频采集,支持NTSC/PAL制式,适用于低成本视频采集设备
嵌入式硬件·fpga开发·音视频·硬件工程·信息与通信·dsp开发
shmexon1 天前
信息的空中之旅:从AM调制原理到工业级5G+Wi-Fi6的技术突破
网络·5g·信息与通信
老贾专利烩1 天前
音频共享耳机专利拆解:碰击惯性数据监测与阈值减速识别机制研究
音视频·信息与通信·科技前沿·创新专利
北京耐用通信2 天前
打破协议壁垒:耐达讯自动化Modbus转Profinet网关实现光伏逆变器全数据采集
运维·人工智能·物联网·网络安全·自动化·信息与通信
CSTechEi2 天前
【SPIE/EI/Scopus检索】2026 年第三届计算,机器学习与数据科学国际会议 (CMLDS 2026)
信息与通信
qq_409022952 天前
计算机网络
网络协议·tcp/ip·信息与通信
AORO20252 天前
防爆手机是什么?2025年防爆手机哪个牌子好?
网络·5g·智能手机·制造·信息与通信
DuHz3 天前
用于汽车雷达应用的步进频率PMCW波形——论文阅读
论文阅读·算法·汽车·信息与通信·信号处理·毫米波雷达
AORO20253 天前
航运、应急、工业适用,AORO P1100三防平板引领行业数字化变革
运维·服务器·网络·智能手机·电脑·信息与通信