跨分割问题

Posted 2021-02-16 kevinnote

  在 PCB 设计过程中，由于平面的分割，可能会导致信号参考平面不连续，对于低低频信号，可能没什么关系，而在高频数字系统中，高频信号以参考平面作返回路径，即回流路径，如果参考?面不连续，信号跨分割，这就会带来诸多的问题，如 EMI、串扰等问题。这种情况下，需要对分割进行缝补，为信号提供较短的回流通路，常见的处理方式有添加缝补电容和跨线桥接：

    A.  缝补电容Stiching Capacitor+通常在信号跨分割处摆放一个 0402 或者 0603封装的瓷片电容，电容的容值在 0.01uF 或者是 0.1 uF，如果空间允许，可以多添加几个?样的电容?同时尽量保证信号线在缝补电容 200mil 范围内，距离越小越好?而电容两端的网络分别对应信号穿过的参考平面的网络,见图一中电容两端连接的网络，两种颜色高亮的两种不同网络：

    B.  跨线桥接?常见的就是在信号层对跨分割的‘信号包地处理’，也可能包的是其他网络的信号线，这个个‘包地线’尽量粗，这种处理方式，参考下图

    在此补充说明一下跨分割常见的产生方式?
    1. 下面的分割?在一块单板上，可能有很多的电源要处理，而电源下面的数量有限；综合考量后，只好在电源平面上动刀了。有时可能干净利索，一刀两断?而有时避免不了藕断丝连，可能牺牲的只是不怎么关键的信号，但是还是要补救一的。这个感觉就像走回家的路，突然挖了条沟，这就有问题了，绕吧，有点远，还可能被人家的狗追；好吧，
    简单架座桥，也可以回家。
    撇开这个不着边际的比喻，如果在 PCB 中，你做了分割处理，就
    查一下信号线的，不然会有问题发生。
    2.  上面的状况不易被忽视，还有种情况，可能会被忽视。如 via 过于密集，导致平面的割断，毕竟人家 via 也是占空间的，多了就会把下面给占了，造成‘割断量，这种情况不在赘述，相关介绍比较多。这种情况，就需要自己前期设置好规则，后期细心检查。
    时钟、复位、100M以上信号以及一些关键的总线信号不能跨分割，至少有一个完整平面，优选GND平面。
    时钟信号、高速信号和敏感信号禁止跨分割；
    差分信号必须对地平衡，避免单线跨分割。（尽量垂直跨分割）

    所有信号的高频返回途径都直接位于相邻层信号线的正下方。
    在信号下面设置一个实体层可以显着减少信号完整性和时序问题，这个实体层可以为该信号提供直接回路。当走线与层分割交叉不可避免时，应使用一个 0.01 uF 回路电容。当使用回路电容时，应尽可能靠近信号线与层分割的交叉点布置回路电容。