平行交叉地平面的串扰

2011-06-13 11:10:14来源: 互联网

图5.10中所示的电源和地的格方式,节约了印刷电路板的面积,但其代价却是增加了互感。这种方法不需要单独的电源的地层,你可以在同一层像连接电源和地一样的连接普通信号。该方法适合于小规模的低速CMOS和普通TTL电路设计,但是对于高速逻辑电路,则不能提供充分的接地。

在地平面栅格设计图中,在板子底层,地线水平分布,而电源走线则垂直分布在板子的顶层。在连接线的每个交叉点,通过一个旁路电容连接两级线,从而形成一个平行交叉的图案电流沿着地或电源接线平行地返回到源端。

这个系统中使用的旁路电容一定要非常好,因为有些返回电流在流向驱动门的途中要穿过多个旁路电容。

电源和地走线敞开模式为在电源和地层上走其他的信号留下了大量的空间。在完成电源和地的连接之后,该板上的地层面的水平走线通道、电源层面的垂直走线通道仍保留,如果必须使用一个双层板,这是一种不错的方法。

与此相关的另一种布局模型称为平行交叉地平面。

这个布线模型完全在一个层上,板子上覆盖的线包括水平和重直的走线。平行交叉地平面方式只和地相连,该层没有走其他信号。

平行交叉地平面有助于一个薄板上实现阻抗的传输结构。有时候在一个薄的介质上,实现满意的阻抗所需要的宽度往往因为太窄而无法可靠地加工。

在这种情况下,地层就可以采用平行交叉地平面模型,增加串联电感,减少旁路电容,从而提高线路在特性阻抗,除非走线以45度对着交叉方向,否则不要在平行交叉地平面上试着实现控制线路阻抗。只有当平行线比上升沿的长度小许多时,这种方法才能有效。

与完整地平面相比,电源和地的栅格及平行交叉地平面布局都在走线间引入了很大互感问题是,互感这么大,电路还能正常工作吗?

首先让我们估计穿过一个平行交叉地平面上的单一走线的自身电感,这个估算同样适用于一个电源和地的栅格布局。

其中,L=电感,NH
      X=平行线宽度,IN
      W=走线宽度,IN
      Y=走线长度,IN

如果走线靠近一条平行交叉线,电感就稍少一些,如果平行交叉图案和走线宽度接近或小于线宽,就几乎没有影响。

如果第二条走线与第一条走线很近,走在了相同平行交叉线间,两条走线将会紧耦合,第二条走线与第一条走线的耦合电感LM,与上式中的L相同。

如果第二条走线偏移的距离D很合适,与第一条走线的互感则会减少,其分母和式类似,但是用平行交叉线尺寸X代替H项。

使用“开槽地平面的串扰”的计算公式,可以计算由自感和互感引起的上升时间化和串扰电压。

关键字:平行  交叉

编辑:神话 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/mndz/2011/0613/article_9956.html
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