Wenn es eine EMI/SI-Lektion gibt, die ich gelernt habe, dann die, Rückschleifen so weit wie möglich zu minimieren. Mit dieser einen einfachen Aussage können Sie viele EMI/SI-Richtlinien erstellen.
Da ich jedoch Hyperlynx oder irgendeine Art von vollständigem HF-Simulationstool nicht habe oder noch nie gesehen habe, ist es etwas schwer vorstellbar, worauf ich mich speziell konzentrieren muss. Mein Wissen basiert auch ausschließlich auf Büchern / Internet ... nicht formell oder basiert auf zu vielen Diskussionen mit Experten, daher habe ich wahrscheinlich seltsame Vorstellungen oder Lücken.
So wie ich es mir vorstelle, habe ich zwei Hauptkomponenten für ein Rücksignal. Das erste ist ein niederfrequentes (DC-artiges) Rücksignal, das im Allgemeinen wie erwartet folgt ... entlang des Pfades mit dem niedrigsten Widerstand durch das Stromnetz / die Ebene.
Die zweite Komponente ist ein hochfrequentes Rücksignal, das versucht, der Signalspur auf der Masseebene zu folgen. Wenn Sie auf einer 4-Lagen-Platine (Signal, Masse, Leistung, Signal) Schichten von beispielsweise der obersten Schicht zur unteren Schicht umschalten (Signal, Masse, Leistung, Signal), versucht das HF-Rücksignal nach meinem Verständnis, durch Umweg von der Grundebene zur Leistungsebene zu springen durch den nächsten verfügbaren Weg (hoffentlich die nächste Entkopplungskappe ... die zu HF genauso gut kurz sein könnte).
Ich nehme an, wenn Sie diese beiden Komponenten in Bezug auf die Induktivität setzen, ist es wirklich alles dasselbe (fast nur der Gleichstromwiderstand zählt, bei HF bedeutet eine niedrigere Induktivität, unter der Spur zu folgen). Aber es ist einfacher für mich, sie mir vorzustellen separat als zwei verschiedene Modi zu behandeln.
Wenn ich soweit in Ordnung bin, wie funktioniert das dann bei internen Signalschichten mit zwei benachbarten Ebenen?
Ich habe eine 6-Lagen-Platine (Signal, Masse, Leistung, Signal, Masse, Signal). Jede Signalschicht hat eine benachbarte Masseebene, die vollständig ununterbrochen ist (mit Ausnahme von Durchkontaktierungen/Löchern natürlich). Die mittlere Signalschicht hat auch eine angrenzende Leistungsebene. Die Leistungsebene ist in mehrere Regionen aufgeteilt. Ich habe versucht, das auf ein Minimum zu beschränken, aber mein 5-V-Split hat zum Beispiel die Form eines großen, dicken "C" um die Außenseite der Platine herum. Der größte Teil des Rests beträgt 3,3 V, mit einem 1,8-V-Bereich unter den meisten großen BGAs und einem sehr kleinen 1,2-V-Bereich nahe der Mitte davon.
(1) Wird meine geteilte Stromversorgungsebene Probleme verursachen, selbst wenn ich mich darauf konzentriere, sicherzustellen, dass die Signale gute Rückwege durch die Masseebenen haben? (2) Wird der niederfrequente Rückweg, der einen großen Umweg auf meiner C-förmigen 5-V-Ebenenaufteilung nimmt, Probleme verursachen? (Ich würde im Allgemeinen denken, nein ... ?)
Ich kann mir vorstellen, dass zwei ununterbrochene Ebenen mit nahezu gleicher Induktivität möglicherweise einen Rückstrom in beiden induzieren würden ... aber meine wilde Vermutung ist, dass jeder signifikante Umweg, der auf der Leistungsebene erforderlich ist, dazu führen würde, dass sich das Rücksignal stark in Richtung Masseebene vorspannt.
(3) Außerdem teilen sich die mittlere und die untere Schicht dieselbe Grundebene. Wie groß ist das Problem? Ich würde intuitiv vermuten, dass Spuren direkt übereinander, die dieselbe Erdungsrückgabe teilen, sich stärker stören würden als eine einfache Kopplung benachbarter Spuren auf derselben Schicht. Muss ich dort besonders hart arbeiten, um sicherzustellen, dass das nicht passiert?
Ich würde vermuten, dass es einen Kommentar "Ja im Allgemeinen, aber Sie können es nicht wissen, ohne es zu simulieren" geben wird ... nehmen wir einfach an, ich spreche allgemein.
EDIT: Oh, mir ist gerade etwas eingefallen. Würde das Überqueren einer Stromversorgungsebene die Leiterbahnimpedanz für die Streifenleitung verfälschen? Ich kann irgendwie sehen, wie die ideale Leiterbahnimpedanz niedriger ist, teilweise weil zwei Ebenen vorhanden sind ... und wenn eine gebrochen ist, könnte das ein Problem sein ...?
EDIT EDIT: Okay, ich habe meine Frage zum Teilen einer Ebene zwischen Signalschichten teilweise beantwortet. Die Skin-Effekt-Tiefe begrenzt die Signale wahrscheinlich hauptsächlich auf ihre eigene Seite der Ebene. (1/2 oz Kupfer = 0,7 mil, Skin-Tiefe bei 50 MHz beträgt 0,4 mil, 0,2 mil bei 200 MHz. Alles über 65 MHz sollte also auf der Seite des Flugzeugs haften bleiben. Ich mache mir hauptsächlich Sorgen um 200-MHz-DDR2-Signale, aber < 65 MHz Komponenten davon könnten immer noch ein Problem sein)
Ich denke, du bist auf dem richtigen Weg, ein paar Anmerkungen,
1) Bei einer Signalspur zwischen zwei Ebenen wird der Rückstrom zwischen den beiden Ebenen aufgeteilt, selbst wenn eine der Ebenen geteilt wird. Der Rückstrom kann nicht „in die Zukunft sehen“ und im Voraus entscheiden, mit welchem Flugzeug er zurückkehrt. Es kehrt über und unter die Spur zurück, bis es die Trennung sieht, an welcher Stelle "Oh Mist!" und zahlt es Ihnen zurück, indem es möglicherweise dazu führt, dass Sie die FCC-Tests nicht bestehen. Sie möchten also vermeiden, dass Spuren über Ebenenteilungen verlaufen, selbst wenn eine andere benachbarte Ebene nicht geteilt ist. Sie können Splits mit Kondensatoren und dergleichen behandeln, aber diese Art von Lösung ist alles andere als ideal. Ich würde mich darauf konzentrieren, immer zu vermeiden, eine Spur über eine Ebene zu führen, die auf einer benachbarten Ebene geteilt ist.
2) Breite Rückwege bei DC-Signalen spielen keine Rolle.
3) Sie haben nach zwei Signalschichten gefragt, die sich dieselbe Ebene teilen. Normalerweise ist dies keine große Sache, wenn es richtig gemacht wird. Viele Leute verwenden eine der Schichten als "horizontale" Signalschicht und die andere als "vertikale" Signalschicht, sodass die Rückströme orthogonal zueinander sind. Es ist sehr üblich, zwei Signalschichten für jede Ebene zu routen und diese horizontale/vertikale Technik zu verwenden. Das Wichtigste, woran Sie denken sollten, ist, die Referenzebenen nicht zu ändern. Ihr Aufbau könnte etwas knifflig sein, da beim Wechseln von der untersten Ebene zur 4. Ebene eine weitere Rückebene hinzugefügt wird. Typischer sind 6-Lagen-Boards
1)ASignalHor 2)GND 3)ASignalVer 4)BSignalHor 5)POWER 6)BSignalVer
Wenn Sie kleinere zusätzliche Ebenen benötigen, wie unter dem Mikro, werden diese normalerweise als Insel auf einer der Signalebenen platziert. Wenn Sie mehr Power Planes verwenden müssen, sollten Sie über mehr als 10 Schichten nachdenken.
4) Der Ebenenabstand ist wichtig und kann einen großen Einfluss auf die Leistung haben, also sollten Sie dies dem Boardhouse mitteilen. Wenn Sie den oben erwähnten 6-Schicht-Stapel als Beispiel nehmen, kann ein Abstand von 0,005 0,005 0,040 0,005 0,005 (anstelle des Standardstapels mit gleichem Abstand zwischen den Schichten) eine Verbesserung um eine Größenordnung bewirken. Es hält die Signalschichten nahe an ihrer Referenzebene (kleinere Schleifen).
Ja, du beantwortest dir so ziemlich deine eigenen Fragen. Für das, was es wert ist, ist alles, was Sie angeben, genau so, wie ich es gelernt habe (Offenlegung: Ich bin auch über EMI / SI im Buch / Internet ausgebildet).
Ich bin mir ziemlich sicher, dass das Kreuzen von geteilten Ebenen die Impedanz der Streifenleitung ruinieren würde. Bei Nicht-Streifenleitungen sollten Sie jedoch mit EMI einverstanden sein, solange eine benachbarte Ebene einen ununterbrochenen Rückstrompfad bereitstellt. Obwohl ich den Stapel überprüfen würde, um sicherzustellen, dass die ununterbrochene Ebene physisch näher an der Signalschicht liegt.
Ich würde mir keine Sorgen um niederfrequente Rückströme in Ihrem 5-V-Split machen.
richieqianle