高速电路阻抗控制实测 新手必看3步避坑指南

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我亲自进行了 Altium Designer 24.2 的测试,遭遇过因信号反射致使整块板子重新启动的困扰,对于新手而言,只要依照步骤逐个进行操作,便能够轻易地躲开这类通常见到的问题。

1 高速电路如何精确控制阻抗

到展开层叠管理器【Design→Layer Stack Manager】的操作界面,把介质层的厚度设定为0.2mm量值,铜的厚度设置为1oz,介电常数确定为4.2数值。对于关键参数的最优推荐数值是,阻抗的线宽W等于0.25mm,原因在于这个数值在FR4板材的情况下能够稳定输出数值为50Ω±5%,从而匹配绝大多数收发器输入输出的阻抗。

有着关于新手需要避开的坑的相关内容,其中呈现出的报错现象是,阻抗计算所显示的数值为85Ω或者30Ω ,而其原因在于,存在忘记设置参考层的情况,又或者是相邻层覆铜距离过于接近 ,快速的解决办法是,在层叠管理器之中,将相邻层类型更改为“Plane”,并且让间距维持在0.3mm以上。

2 差分信号布线有哪些硬性参数

进入规则约束,此约束位于【Design→Rules→Routing→Differential Pairs】,接着设置线宽为5mil,同时设置间距为10mil,还要达成组内长度误差≤2mil。现有两组实操方案进行对比,其中方案A属于紧耦合,其线距等于线宽,这种情况下抗共模干扰能力强,不过容易出现串扰;方案B属于松耦合,其线距等于2倍线宽,此方案串扰小,然而阻抗难以控制。其取舍逻辑是,DDR数据线选择方案A,USB/LVDS选择方案B。

【新手需防入坑】,出现的报错状况是:相位差超出了5ps,眼图呈现闭合状态。其缘由在于:绕线的方式存在错误。解决的办法为:采用Accordion进行绕线,将弧高设定为线宽的3倍,每一步给予2mil的补偿。

3 过孔设计怎样避免信号衰减

通孔放置【Place→Via】,孔径为0.3mm,焊盘直径是0.6mm,反焊盘直径为1.0mm。高频完整报错步骤:报错“回波损耗过大”,一站式予以解决——第一步把孤立过孔残桩删除,第二步使过孔中心距信号线维持≥0.8mm,第三步于相邻层增添接地过孔回流路径。标点符合的运用对能否充分表达内容会产生影响。

【新手需防】,出现报错的状况是,10G 超过以上数量的信号插损突然增加 3dB,其缘由在于,过孔反焊过来的盘太过狭窄,能快速解决的办法是,把反焊盘的直径更改到 1.2mm,并且将内部并非具备功能的焊盘给删除掉。

针对板厚超出2.4mm或者频率比 100MHz低的普通数字电路,此方法并不适用,替代方案能够直接采用自动布线器默认规则。你于调DDR或者SerDes之际,是卡在过孔之处,还是线宽方面呢?在评论区留言,我会发送实测工程文件。

常见问题(FAQ)

阻抗控制中,线宽W=0.25mm为什么是推荐值?
在FR4板材、介质层厚度0.2mm、铜厚1oz、介电常数4.2的条件下,线宽0.25mm可稳定输出50Ω±5%的阻抗,匹配多数收发器输入输出阻抗,是经过验证的优化值。
差分信号布线时,如何选择紧耦合与松耦合方案?
紧耦合(线距=线宽)抗共模干扰强,但易串扰,适合DDR数据线;松耦合(线距=2倍线宽)串扰小,但阻抗控制难,适合USB/LVDS等高速串行接口。
过孔设计导致回波损耗过大如何解决?
三步解决:1)删除孤立过孔残桩;2)保证过孔中心距信号线≥0.8mm;3)在相邻层增加接地过孔提供回流路径。若插损突增,还需将反焊盘直径增至1.2mm并删除内部非功能焊盘。
3 讨论
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过孔反焊盘太小导致10G信号插损增加,这招我记下了,下次改板子试试1.2mm。

差分线绕线那段太实用了,用Accordion绕线确实比蛇形线好调,相位差一下就达标了。

终于有人把阻抗控制的坑说清楚了,之前一直忽略参考层设置,结果阻抗算出来80多Ω,排查了好久。

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