层叠设计流程及信号回流与参考平面

Posted 2020-08-24 Edadoc一博科技

1、 层叠设计流程

层叠设计的大致流程如下：
 

布线层数的评估及电源层数的评估，都会在下一篇文章详细介绍。在这篇文章，本来是想先来讲讲信号回流以及参考平面问题的。但是翻了一下之前的文章，发现已经讨论过了，所以本文做一下链接指引（毕竟高速先生公众号每天都有很多新朋友加入），然后再扩展开来延伸一些内容。

2、 信号回流与参考平面

首先做一下文章索引：

设计先生之回流设计系列之有Error 的教训才会印象深刻
谈及了信号是怎么回流的？高频信号与低频信号的回流差异，以及一个设计案例带来的经验教训。

设计先生之回流设计系列之电源不会轻易告诉你的Detail
这篇文章谈及了电源和地做为参考平面的区别，以及电源地紧耦合设计技巧等问题。

【高速先生原创|EMC 系列】 EMC 与地之重新认识地
这是我本人近期最喜欢的一篇文章，阅读率和转发率也都不错，周伟出品，必属精品，认真做一件事情，结果一定是不一样的。大家如果有错过这篇文章的，一定要点开再看一下。文章讲了关于“地”的各种讨论和认识，提到关于回流，并不只有“地”才可以回流，实际上一切皆可回流，包括地、电源以及旁边的信号，只是需要考虑信号和回流之间构成的电磁场是有益还是有害……

这篇文章还有一些朋友的回复超级棒，分享给大家：
 
江河归流到海的比喻很形象哈，当天的评分，高速先生给了江南兄4分。回流的讨论有这个比喻就足够了。

从周伟的一切皆可回流到江南的阻抗最低的邻居是最好的回流路径，对应到我们设计中，借用一张Mark做EMC培训的图片，定义了什么情况下，我们把一块铜皮当作参考平面：
假定信号线的相邻层有一块铜皮，铜皮的宽度只要满足D=3H的时候（2D=6H），信号线的90%的回流电流密度就呈正态分布在这块铜皮上。换句话说，相邻这块铜皮就是信号线的回流参考平面，和信号线组成传输线对（也有说法是D=3.5H的时候）。
 
以上理论告诉我们在层叠设计的时候，碰到双带线的结构，如果相邻布线层有铺设铜皮，那么需要注意信号的参考平面层可能会发生变化。
层叠结构对串扰的影响，也有一张类似的一脉相承的图片，我们在另一个专题呈现。