帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)的路由基礎

2020-08-01

隨著(zhù)印刷電路板中使用的處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，對以越來(lái)越快的速度進(jìn)行電路布線(xiàn)的需求也在不斷發(fā)展。隨著(zhù)處理器的每次新迭代的引入，信號切換速度變得更快，這又需要更加謹慎地注意這些信號在PCB上的路由方式。由于該電路具有更高的時(shí)鐘速度和更短的轉換時(shí)間，因此許多過(guò)去無(wú)需考慮布線(xiàn)的連接現在都需要視為高速傳輸線(xiàn)。

為了通過(guò)高速開(kāi)關(guān)正確導通這些傳輸線(xiàn)，需要仔細控制PCB中的走線(xiàn)布線(xiàn)。這就要求穿過(guò)電路板的傳輸線(xiàn)的結構必須非常一致，以防止信號的任何部分被反射。這些信號反射會(huì )在線(xiàn)路上引起噪聲，并最終降低電路性能。為防止出現此類(lèi)問(wèn)題，需要為PCB中的帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)路由設置板層堆疊和路由規則，我們將在此處進(jìn)行更詳細的探討。

帶狀線(xiàn)布線(xiàn)是電路板層配置，它允許將內部走線(xiàn)布線(xiàn)層夾在兩個(gè)接地層之間。通過(guò)仔細控制布線(xiàn)層和平面層之間的絕緣材料的厚度和介電常數（Dk），您可以創(chuàng )建具有特定寬度和銅重量的走線(xiàn)，并以特定的阻抗工作。這被稱(chēng)為受控阻抗路由，在PCB上對傳輸線(xiàn)進(jìn)行路由以消除任何信號反射時(shí)通常需要這樣做。

傳輸線(xiàn)布線(xiàn)的另一種配置稱(chēng)為微帶，它與帶狀線(xiàn)布線(xiàn)相似，不同之處在于微帶在板的外層布線(xiàn)。采用這種配置，在表面布線(xiàn)層下方僅存在一個(gè)參考平面和絕緣電介質(zhì)。如果沒(méi)有帶狀線(xiàn)上方和下方的布線(xiàn)數量相同的屏蔽層，則微帶不會(huì )提供相同級別的隔離。另外，由于空氣的Dk值，跡線(xiàn)暴露而不是夾在平面之間會(huì )改變阻抗計算。這就是為什么微帶路由通常比帶狀線(xiàn)要寬的原因。

但是，由于帶狀線(xiàn)布線(xiàn)在電介質(zhì)層和平面層之間很好地隔離，因此傳輸線(xiàn)的輻射能量不如微帶線(xiàn)那樣。這允許更小和更緊密地布線(xiàn)。此外，帶狀線(xiàn)配置還提供了更多保護，使其免受可能產(chǎn)生干擾的傳入攻擊者信號的侵害。接下來(lái)，我們將研究帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)路由的四個(gè)基本步驟。

組件下方的PCB布線(xiàn)

成功路由帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)需要考慮四個(gè)基本步驟：

層堆疊：使用帶狀線(xiàn)配置來(lái)路由傳輸線(xiàn)始于創(chuàng )建板層堆疊。不僅需要指定兩個(gè)接地平面之間的專(zhuān)用布線(xiàn)層，而且還必須計劃介電材料及其寬度。這對于下一步很重要。

阻抗計算：PCB布局團隊將需要板層堆疊信息，以便正確計算受控阻抗線(xiàn)的布線(xiàn)寬度。通過(guò)插入將要使用的板材及其寬度，計算器將能夠確定目標阻抗值的正確走線(xiàn)寬度。

布線(xiàn)：傳輸線(xiàn)需要與其他類(lèi)型的信號布線(xiàn)隔離，因此請確保設置您的設計規則，以使這些線(xiàn)有足夠的間隙。其他信號可以使用同一層，它們只需要避開(kāi)高速傳輸線(xiàn)，以保持這些線(xiàn)的信號完整性。

接地層：布設傳輸線(xiàn)時(shí)，請確保不要布設在接地層的中斷處。傳輸線(xiàn)需要不間斷的平面層，以提供干凈，直接的信號返回路徑。由于分裂的平面，切口或什至大量的過(guò)孔而導致的平面層中的任何中斷，都會(huì )導致返回信號在平面周?chē)腔?，從而在產(chǎn)生噪聲時(shí)產(chǎn)生噪聲。

此時(shí)，您就可以開(kāi)始路由帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)了。根據需要，也可以使用不同類(lèi)型的帶狀線(xiàn)路由配置。在某些情況下，可能需要將布線(xiàn)在參考平面之間偏移或與另一個(gè)信號耦合在一起。您可以在下圖中看到一些示例。

帶狀線(xiàn)布線(xiàn)結構的一些示例

下一個(gè)問(wèn)題是，您的PCB設計工具如何幫助您進(jìn)行帶狀線(xiàn)傳輸線(xiàn)布線(xiàn)？從直接與制造商合作以導入板層堆疊信息的能力開(kāi)始，有許多PCB設計工具功能將非常有用。通過(guò)使用IPC 2581數據格式，您的制造商可以向您發(fā)送其首選的層堆疊以及材料，寬度和層配置。然后，您可以使用相同的協(xié)議將完成的電路板文件發(fā)回以進(jìn)行制造和組裝。內置于設計工具中的阻抗計算器，以及用于布線(xiàn)和接地平面創(chuàng )建的設計規則和高級編輯功能，也會(huì )很有幫助。