ZHCAA80B December   2019  – April 2021 AFE7920 , AFE7921 , AFE7988 , AFE7989

 

  1.   商标
  2. 术语
  3. 引言
  4. 堆叠和网放置
  5. 常规布置方法
  6. 电源和接地布局方法
  7. 接地域
  8. 旁路电容器指南
  9. 射频布置常规方法:
  10. JESD204 协议准则
  11. 10通用高速信号路由
    1. 10.1 布线阻抗
    2. 10.2 高速信号布线长度
    3. 10.3 着陆垫指南
    4. 10.4 高速信号布线长度匹配
    5. 10.5 返回路径
    6. 10.6 高速信号参考平面
  12. 11高速差分信号路由
    1. 11.1  差分信号间距
    2. 11.2  额外的高速差分信号规则
    3. 11.3  差分对的对称性
    4. 11.4  连接器和插座
    5. 11.5  过孔不连续性缓解
    6. 11.6  背钻残桩
    7. 11.7  布线残桩
    8. 11.8  增大过孔反焊盘的直径
    9. 11.9  使过孔计数均衡
    10. 11.10 表面贴装器件焊盘不连续性缓解
    11. 11.11 信号线弯曲
  13. 12参考文献
  14. 13修订历史记录

高速信号参考平面

高速信号必须布置在实心接地参考平面上,除非绝对必要,否则不要穿过平面分割点或参考平面中的空洞。除非完全不可避免,否则 TI 不建议将电源平面作为高速信号的参考平面。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-5 避免使用:穿过分割平面的布线

穿过平面分割点的布线或参考平面中的空洞强制返回的高频电流绕着分割点或空洞流动。图 10-5 显示了返回路径必须比信号路径走更长的路线。这会导致出现以下情况:

  • 不平衡的电流流动产生过多的辐射发射
  • 由于串联电感增加,信号传播出现延迟
  • 干扰相邻信号
  • 信号完整性降低(即更多抖动和信号幅度降低)

如果完全无法避免在平面分割点布线,则要穿过分割点放置拼接电容器,从而为高频电流提供一个返回路径。这些拼接电容器可最大限度地减少电流环路面积以及由于穿过分割点而产生的任何阻抗不连续性。这些电容器必须是 1µF 或更低,并且要尽可能靠近平面交叉点放置。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-6 必要时使用:穿过分割平面的交流电容器

在规划 PCB 层叠时,确保不相互参考的平面不会重叠,因为这会在重叠区域之间产生不必要的电容。图 10-7要查看这个电容如何将射频辐射从一个平面传递到另一个平面的示例,请参阅。

最好避免布线穿过不同的参考平面,因为这样会引起阻抗问题以及 EMI 问题。

除非完全不可避免,否则请勿更改高速信号布线的参考平面。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-7 避免使用:穿过差分参考平面的布线

如果路由无法避免会穿过不同的参考平面,请使用交流电容器以使返回电流有一条通路。对于混合信号应用的 AFE79xx,无论是在数字域还是模拟域,电源平面和接地平面的类型必须匹配。例如,不允许使用交流耦合电容器桥接 DVDD 和 AGND,因为数字活动会向模拟接地电位泄露。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-8 必要时使用:穿过带交流电容器的差分参考平面的布线

整个高速信号布线从发起到终止必须一直使用相同的接地参考平面。如果无法做到这一点,则应通过过孔将两个接地平面拼接在一起,确保连续接地和一致的阻抗。在信号转换过孔周围的 200mil(中心距,越靠近越好)内对称地放置这些拼接孔。过孔拼接通常在单端、高速布线上完成,因为信号布线需要参考连续接地。差分布线依赖于信号回路的正极和负极布线,因而会不需要过孔拼接。如果差分布线需要过孔拼接和良好的接地参考,下图显示了一个应避免的示例和一个应遵循的示例。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-9 避免使用:没有接地过孔的差分对过孔返回路径
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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-10 始终使用:带有接地过孔的差分对过孔返回路径

除非完全不可避免,否则 TI 不建议将电源平面作为高速信号的参考平面。如果无法避免,则最好使用交流耦合电容器和接地过孔以使返回信号有一条从漏极到源极的路径。图 10-11 显示了在返回路径中使用交流耦合电容器和接地过孔。不同情况下所用的电源平面类型取决于信号。例如,如果布线为串行器/解串器 I/O,则可使用 DVDD 平面。如果布线为射频信号,则可使用模拟电源平面。

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红色箭头是信号路径,而蓝色箭头是返回路径。
图 10-11 必要时使用:VCC 参考平面