Hochgeschwindigkeits-Signalrückweg in einem Stapel mit mehreren Masseebenen

Betrachten Sie den folgenden 6-Layer-Aufbau für eine Mixed-Signal-Platine.

 1: Top --- analog signals, components ---------------
    ================================================== (0.20 mm)
 2: GND --- return path for analog signals -----------
    ================================================== (0.36 mm)
 3: Pwr --- supply 1, supply 2, supply 3 -------------
    ================================================== (0.28 mm)
 4: Sig --- high-speed digital signals ---------------
    ================================================== (0.36 mm)
 5: GND --- return path for high-speed signals ??? ---
    ================================================== (0.20 mm)
 6: Bot --- control signals --------------------------

Schicht 2 und 5 sind feste Erdungsebenen ohne Risse im Kupfer. Layer 3, die Power Plane, wird in mehrere Regionen aufgeteilt (AVDD, DVDD, VCLK).

Was ich zu erreichen versuche, ist, die GND der Schicht 2 "sauber" zu halten.

Ich vermute, dass der Hochgeschwindigkeits-Rückstrom durch Schicht 5 fließen sollte. Da diese Ebene direkt unter der Hochgeschwindigkeits-Signalspur liegt, sollte sie den Rückweg mit der niedrigsten Impedanz bieten. Habe ich recht? Macht diese Aufstockung überhaupt Sinn?

Wie dick sind die dielektrischen Schichten zwischen den Kupferschichten?
Warum lassen Sie digitale Hochgeschwindigkeitssignale von vornherein unter analogen Schaltkreisen laufen?
@ThreePhaseEel Meine naive Motivation ist wie folgt: 1) Die digitalen Hochgeschwindigkeitssignale laufen auf einer inneren Schicht, um die Immunität zu erhöhen und Emissionen zu reduzieren. 2) Die digitalen Hochgeschwindigkeitssignale sind durch Erdungsebenen von den analogen Signalen abgeschirmt.
Ich meine – warum sind Ihre Hochgeschwindigkeits-Digitalteile nicht auf einen Bereich der Platine beschränkt, wo sich ihre Signale niemals mit den analogen Signalen mischen?
@ThreePhaseEel Das digitale und das analoge Signal sind auf der Platine horizontal getrennt, mit Ausnahme des analogen VREG. Die analoge Versorgung (AVDD und AVDD-Rückleitung durch GND) kreuzt den digitalen Bereich. Es ist nicht möglich, es zu vermeiden.
Ich habe eine ziemlich umfassende Antwort auf solche Dinge gegeben: electronic.stackexchange.com/questions/185306/… Wenn Analog und Digital interagieren, müssen Sie diese Art von Technik anwenden (es gibt wahrscheinlich Dutzende großartiger Antworten auf EE. SE)
@ThePhoton Würden Sie die 0,36 mm zwischen Schicht 4 und 5 als zu dick betrachten?
Das mögliche Problem besteht darin, dass der Abstand zu Schicht 3 kleiner ist, sodass der Strom "vorzugsweise" auf Schicht 3 statt auf Schicht 5 zurückkehrt. Wenn auf dieser Schicht (weil es sich um eine geteilte Ebene handelt) eine Lücke in der Nähe der Leiterbahnen auf Schicht 4 vorhanden ist, das wirkt sich auf SI aus und erzeugt auch EMI.

Antworten (1)

Bei diesem Design wird der Rückstrom von Hochgeschwindigkeits-Digitalsignalen in Schicht 4 fast gleichmäßig zwischen den Schichten 3 und 5 verteilt. Dies ist in Ordnung, bis Schicht 3 keine Diskontinuitäten (Isolationslücken) entlang einer der digitalen Leitungen aufweist. Ein sorgfältiges Routing kann dabei helfen, dieses Ziel zu erreichen. Dann bleiben Ihre Ebenen 1 und 2 "sauber" von digitalen Signalen.

Wenn Sie Lücken in Ebene 3 über den digitalen Linien nicht vermeiden können, müssen Sie sie in der unteren Ebene platzieren.

Darauf gibt es eine erschöpfende Antwort: electronic.stackexchange.com/questions/14262/…
"zwischen Schicht 3 und 5" ? Meinst du " 2 und 5". Schicht 3 ist eine geteilte Leistungsebene.
Es gibt keinen Fehler. Der Rückstrom wird gleichmäßig auf zwei benachbarte Schichten aufgeteilt. Sie sind: 3 und 5.
Aber 3 ist eine Leistungsebene, sollte der Rückstrom nicht nur durch die Masseebenen fließen?
Es gibt keinen Unterschied zwischen Erdungsebenen und Leistungsebenen, insbesondere bei hochfrequenten Wechselströmen. Sie nennen Flugzeuge "GND" oder "Power", aber Wechselstrom sieht nur das Kupfer, das er fließen kann. Es kennt keine Namen.
@Master, schlimmer noch, die Dicke des Dielektrikums ist auf der Seite der Schicht 3 kleiner, sodass auf dieser Schicht mehr Strom fließt, vorausgesetzt, alle anderen Faktoren sind gleich.
Hochgeschwindigkeits-Signalrückweg in einem Stapel mit mehreren Masseebenen
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