[经验]

PCB设计走线的阻抗控制简介

李玲

2023-4-12 15:12:13

821 VGA PCIe接口

　　层叠设置的基本原则

　　单板层叠设置的一般原则如下：

　　元件面相邻的第二层为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面。

　　所有信号层尽可能与地平面相邻。以保证完整的回流通道。

　　尽量避免两信号层直接相邻，以减少串扰。

　　主电源尽可能与其对应地相邻，构成平面电容，降低电源平面阻抗。

　　兼顾层压结构对称，利于制板生产时的翘曲控制。

　　以上为层叠设计的常规原则，在实际开展层叠设计时，PCB工程师可以通过增加相邻布线层的间距，缩小对应布线层到参考平面的间距，进而控制层间布线串扰率以使用两信号层直接相邻。

　　对于比较注重成本的消费类产品，可以弱化电源与地平面相邻降低平面阻抗的方式，从而尽可能减少布线层，降低PCB成本。

　　当然，这样做的代价是冒一些技术风险，甚至牺牲一半成功率。

　　对于背板的层叠设计，鉴于常见背板很难做到相邻走线互相垂直，不可避免地出现平面长距离布线。

　　对于高速背板，一般层叠原则如下：

　　TOP面、BOTTOM面为完整的地平面，构成屏蔽腔体。

　　无相邻层平行布线，以减少串扰；或者相邻布线层间距远远大于参考平面间距。

　　所有信号层尽可能与地平面相邻，以保证完整的回流通道。

　　需要说明的是，在具体的PCB层叠设置时，要对以上原则进行灵活掌握和运用，根据实际单板的需求进行合理的分析，最终确定合适的层叠方案，切忌生搬硬套。

　　PCB设计走线的阻抗控制简介

　　在PCB设计中，首先必须先了解需要控制什么样的阻抗。

　　业界默认的阻抗有单线50Ω、差分线100Ω，还有一些比较特殊的阻抗控制。

　　USB2.0差分阻抗控制90Ω，而USB3.0为3对差分线，接收和发送都是控制100Ω。

　　PCI总线控制60~65Ω。

　　VGA视频信号通常控制75Ω。

　　SDI总线如果为单线75Ω，差分则控制150Ω。

　　RS-486总线阻抗控制120Ω。

　　DDR3阻抗单线控制40Ω~50Ω，差分线控制80Ω~100Ω。

　　当阻抗数值种类较多时，需要考虑阻抗兼容问题。

　　DDR3芯片本身可配置内阻为40Ω，某些主芯片的DDR3接口内阻也是按照40Ω设计阻抗的。

　　那么在PCB设计时，需要把信号线阻抗控制为40Ω；当芯片内部按50Ω阻抗匹配时，那么在PCB设计中考虑阻抗时，既可以按照40Ω也可以按照50Ω控制。

　　大多数情况下，按照50Ω控制。

　　板内的信号阻抗控制时，以控制阻抗的连续为主，不必过分强调具体数值。

　　当信号需要通过外部接口到其他PCB时，需要保持各板的阻抗连续性。

原作者：攻城狮晨哲开源硬件平台

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