ZHCAE37A December   2019  – June 2024 AM67 , AM67A , AM68 , AM68A , AM69 , AM69A , DRA821U , DRA821U-Q1 , DRA829J , DRA829J-Q1 , DRA829V , DRA829V-Q1 , TDA4AEN-Q1 , TDA4AH-Q1 , TDA4AL-Q1 , TDA4AP-Q1 , TDA4VE-Q1 , TDA4VEN-Q1 , TDA4VH-Q1 , TDA4VL-Q1 , TDA4VM , TDA4VM-Q1 , TDA4VP-Q1

 

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  2.   摘要
  3.   商标
  4. 1引言
    1. 1.1 概述
    2. 1.2 支持文档
  5. 2高速接口设计指南
    1. 2.1  布线阻抗
    2. 2.2  布线长度
    3. 2.3  差分信号长度匹配
    4. 2.4  信号参考平面
    5. 2.5  差分信号间距
    6. 2.6  附加差分信号规则
    7. 2.7  差分对的对称性
    8. 2.8  连接器和插座
    9. 2.9  过孔不连续性缓解
    10. 2.10 背钻过孔残桩
    11. 2.11 过孔反焊盘直径
    12. 2.12 使过孔计数相等
    13. 2.13 表面贴装器件焊盘不连续性缓解
    14. 2.14 信号线弯曲
    15. 2.15 ESD 和 EMI 注意事项
    16. 2.16 ESD 和 EMI 布局规则
  6. 3特定于接口的设计指南
    1. 3.1 USB 电路板设计和布局布线指南
      1. 3.1.1 USB 接口原理图
        1. 3.1.1.1 支持元件
      2. 3.1.2 布线规格
    2. 3.2 DisplayPort 电路板设计和布局布线指南
      1. 3.2.1 DP 接口原理图
        1. 3.2.1.1 支持元件
      2. 3.2.2 布线规格
    3. 3.3 PCIe 电路板设计和布局布线指南
      1. 3.3.1 PCIe 接口原理图
        1. 3.3.1.1 极性反转
        2. 3.3.1.2 通道交换
        3. 3.3.1.3 REFCLK 连接
        4. 3.3.1.4 耦合电容器
      2. 3.3.2 布线规格
    4. 3.4 MIPI® D-PHY(CSI2、DSI)电路板设计和布局布线指南
      1. 3.4.1 CSI-2®、DSI® 接口原理图
      2. 3.4.2 布线规格
      3. 3.4.3 频域规格指南
    5. 3.5 UFS 电路板设计和布局布线指南
      1. 3.5.1 UFS 接口原理图
      2. 3.5.2 布线规格
    6. 3.6 Q/SGMII 电路板设计和布局布线指南
      1. 3.6.1 Q/SGMII 接口原理图
        1. 3.6.1.1 耦合电容器
      2. 3.6.2 布线规格
  7. 4电路板设计仿真
    1. 4.1 电路板模型提取
    2. 4.2 电路板模型验证
    3. 4.3 S 参数检查
    4. 4.4 时域反射法 (TDR) 分析
    5. 4.5 仿真完整性分析
      1. 4.5.1 模拟器设置和模型使用
      2. 4.5.2 仿真参数
      3. 4.5.3 仿真方法
    6. 4.6 查看仿真结果
  8. 5参考资料
  9. 6修订历史记录

信号参考平面

一个电路必须始终是一个闭环系统。使用直流电时,直流信号返回电流采用电阻最低的路径。在较高频率下,返回电流沿阻抗最低的路径流动,该阻抗最低的路径通常是与信号相邻的参考平面。为此,最好在信号层的上面或下面一层布置接地层或电源平面。该实心返回路径有助于减小阻抗变化和减少 EMI 问题。

高速信号应当布置在实心接地参考平面上,除非绝对必要,否则不要穿过平面分割点或参考平面中的空洞。TI 不建议高速信号参考电源平面。

穿过平面分割点的布线或参考平面中的空洞强制返回的高频电流围绕分割点或空洞流动。这会导致出现以下情况:

  • 不平衡的电流流动产生过多的辐射发射
  • 由于串联电感增加,信号传播出现延迟
  • 干扰相邻信号
  • 信号完整性降低(即更多抖动和信号幅度降低)

有关正确和错误的平面空洞布线示例,请参阅图 2-2图 2-3

 错误的平面空洞布线图 2-2 错误的平面空洞布线
 正确的平面空洞布线图 2-3 正确的平面空洞布线

如果完全无法避免在平面分割点布线,则要穿过分割点放置拼接电容器,从而为高频电流提供一个返回路径。这些拼接电容器可最大限度地减少电流环路面积以及由于穿过分割点而产生的任何阻抗不连续性。这些电容器应当为 1µF 或更低,并且要尽可能靠近平面交叉点放置。有关错误的平面分割点布线和正确的拼接电容器放置的示例,请参阅图 2-4图 2-5

 错误的平面分割点信号布线图 2-4 错误的平面分割点信号布线
 拼接电容器的放置图 2-5 拼接电容器的放置

在规划 PCB 层叠时,确保不相互参考的平面不会重叠,因为这会在重叠区域之间产生不必要的电容。要查看该电容如何将射频辐射从一个平面传递到另一个平面的示例,请参阅图 2-6

 重叠平面图 2-6 重叠平面

整个高速信号布线从发起到终止应当一直使用相同的接地参考平面。如果无法做到这一点,则应通过过孔将两个接地平面拼接在一起,以提供连续接地和一致的阻抗。在信号转换过孔周围的 200mil(中心距,越靠近越好)内对称地放置这些拼接过孔。有关拼接过孔的示例,请参阅图 2-7

 拼接过孔图 2-7 拼接过孔

除非完全不可避免,否则 TI 不建议将电源平面作为高速信号的参考平面。如果无法避免,则最好使用交流耦合电容器和接地过孔以使返回信号有一条从漏极到源极的路径。