90Ω阻抗匹配实测三步走,差分信号不再翻车

发布于 更新于
2,510
3
详情介绍

其本人亲自进行了Altium Designer 22.6.1的相关实测,经历过在阻抗计算当中忘记删除参考层从而致使50Ω变成90Ω这样状况出现的坑洞,新手只要跟着一步步去开展操作,便能够轻松地避开这类常见的问题。

层叠编辑器调对参数才准

将PCB界面打开,于菜单栏点击“设计”,接着点击“层叠管理器”。把你要走的信号层以及相邻的参考层选定,此参考层必须是地平面或者电源平面。在“阻抗计算”栏之中,将目标值变更成90Ω。板的厚度是1.6mm ,有两张PP片为1080半固化片,铜厚是1oz。线宽推荐0.12mm ,间距推荐0.1mm。在常见4层板FR4介质的情况下,这个值是差分线紧耦合、使其损耗和串扰达到平衡的最优点。

新手常碰到计算出的阻抗老是跳50Ω或者75Ω,这是因为没有把信号层与参考层之间多余的内层给删掉,在层叠管理器中将中间没用的“No Net”层设置成“取消显示”,并且强制指定参考层为GND层,删干净之后点击“更新”,然后数值就会正常。

差分对规则锁死线宽间距

进入“设计”,接着进入“规则”,再进入“Routing”,然后进入“Differential Pairs Routing”。去新建一条规则,设定最小线宽为0.12mm,设定最大线宽为0.12mm,还设定优先间距为0.1mm。将同一对差分线内的长度误差控制在5mil以内。布线的时候调出“交互式差分对布线”按钮,只要按住Tab键就能够实时看到阻抗估算值。

新手需避坑,常见报错有 “差分对间距不匹配”,还有走完线后阻抗测试失败,其原因在于没将差分对的两根线同时推挤,致使某一段间距被拉大到 0.15mm 以上,解决方法是选中整段差分线,右键点击“重新布线所选”,强制锁定间距 0.1mm 重新拉一遍,不要手动一根一根去修。

端接方案二选一看场景

33Ω电阻串行的方案A:于驱动端串联成33Ω电阻模样,用来吸收二次反射,适用于存在板内短线(具体长度为20cm)的情况,或者是连接排线、接插件较多的场景,经实测可知,短线上此方案A的功耗比其他情况低0.2W,然而在长线上会引起眼图塌陷,方案B则耗电较多但具备稳定性,需依据板子空间方面的实际状况进行选择。

【新手需防范】,报错“因反射致使数据出现错包”这种情况高频率出现。整套完整的解决流程如下:首先运用示波器去测量差分信号,进而能看到过冲或者振铃现象,接着拔掉负载查看此现象是否消失,再去确认是否是源端匹配不够,随后要把33Ω电阻更换为22Ω(此为调整值)并且重新进行焊接。要是问题依旧未解决,那就检查地平面是否被割裂了,还要补装上两个0.1uF电容进行跨接。

处于上方的方法,适用于数字差分信号,具体涵盖USB2.0、LVDS、CAN这些类型,然而并不适用于射频微带线,也不适用50Ω单端天线。针对于射频部分,需要换用Smith圆图并加上匹配电容电感。你板子上的90Ω差分线,是采用排线的方式来走的,还是通过板内直连来实现的呢?在评论区贴出一幅层叠截图,方便帮你查看。

常见问题(FAQ)

为什么阻抗计算总是显示50Ω或75Ω?
通常是因为没有删除多余的参考层。在层叠管理器中,将信号层和参考层之间无用的“No Net”层取消显示,并强制指定参考层为GND层,更新后数值即可正常。
差分对布线后阻抗测试失败怎么办?
常见原因是差分对的两根线没有同时推挤,导致某段间距被拉大。解决方法:选中整段差分线,右键选择“重新布线所选”,强制锁定间距0.1mm重新拉一遍。
端接电阻应该选33Ω还是22Ω?
33Ω适用于板内短线(20cm以内)或连接器较多的场景,功耗较低;若出现反射导致数据错包,可尝试更换为22Ω并重新焊接,同时检查地平面是否完整。
3 讨论
热门最新
总结
暂无总结

端接方案讲得很清楚,我板子短线用的33Ω,效果很好,没有反射问题。

差分对布线时总是间距不一致,原来要同时推挤,学到了,感谢分享!

实测经验太有用了,之前就是忘记删参考层,阻抗一直不对,按你的方法一下就解决了!

0 / 600