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张琼

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屏蔽地线对阻抗的影响有哪些

在PCB设计中,经常会对时钟,关键信号等包地处理,但是,你真的会包吗?
在实际的设计中,经常在关键的信号线两边各加一条地线。目的在于提供一个低电感的地回路,从而减少相邻线之间的串扰与传导、辐射的影响。但增加了地线的同时,也改变了信号的电磁场分布,降低了信号线的阻抗。



回帖(2)

刘静

2020-12-31 11:05:53
  地线与信号线之间的距离对信号阻抗的影响
  为了研究屏蔽地线对信号的影响,我们设置了如下PCB走线结构。该结构为标准的对称带状线,信号+,信号-为差分线的正负走线,两边为包地线,现固定信号走线的线宽为8mil,正负信号之间的间距为8mil,两个地板之间的间距为12.5mil或51.18mil。PCB结构图如下:
  
  当两地板间距=12.50mil时,阻抗随地线到信号线之间的间距变化的情况如下图:
  
  当两地板间距=27.36mil时,阻抗随着地线到信号线之间的间距变化的情况如下表:
  
  当两地板间距=50mil时,阻抗随着地线到信号线之间的间距变化的情况如下表:
  
  由上面的变化曲线可以得到:
  1、 随着地线到信号线的距离的增大,地线对信号线阻抗的影响逐渐减弱。
  2、 当两地板之间的间距为10mil时,随着地线到信号的间距从4mil变化到26mil,信号线阻抗基本上没有变化;当两地板之间的间距为27mil时,随之地线到信号的间距从4mil变化到26mil,信号线阻抗从48欧姆变化到54欧姆;当两地板之间的间距为50mil时,随之地线到信号的间距从4mil变化到26mil,信号线的阻抗从55欧姆变化到70欧姆。所以,地线对信号线阻抗的影响随之两个地板之间的间距的增大而增强。这是由于随之信号线到地板距离的增大,信号线到地板的耦合逐渐减弱,到地线的耦合逐渐增强造成的。
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李姗蔓

2020-12-31 11:06:13
  屏蔽地线线宽对阻抗的影响
  为了研究屏蔽地线的线宽对信号走线阻抗的影响,我没设置以下结构:固定信号走线的线宽为8mil,差分信号走线的间距为8mil,两地板之间的间距为27.38mil。地线到信号之间的间距为6mil或12mil。
  
  从上面两组变化趋势以XTK仿真软件计算可以得到以下结论:
  A、 屏蔽地线的线宽对信号的阻抗影响不是单调的,且对信号的影响较弱。随着屏蔽地线线宽从4mil变化到无穷大,相应的阻抗变化只是在一个欧姆内摆动。所以在进行PCB设计时,为了节省布线空间,可以用较细的地线作为屏蔽。
  B、 当地线到信号的间距为6mil时,单线阻抗降低4个欧姆左右,差分阻抗降低5个欧姆左右。当地线到信号的距离为12mil时,单线阻抗降低1个欧姆左右,差分阻抗也降低一个欧姆左右。所以包地线不能离屏蔽地线距离过近。
  对于关键信号线与接口信号,可考虑用包地线屏蔽。
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