经历实测Altium Designer 23版本,遭遇过因差分线阻抗不匹配导致信号反射的情况。
第一步 设置差分对规则
将PCB面板打开,在Design菜单下找出Rules。进入到PCB Rules and Constraints Editor,把High Speed展开,对Differential Pairs Routing点击。在Constraints窗口里,把Max Uncoupled Length设置成5mm,此参数对两根差分线在走线期间允许分开的最大距离加以控制,一旦超过这个距离信号便会产生严重共模辐射。
很多新手会将这个参数忽略掉,其默认值是0,意味着不限,最终两线到处呈现分叉态势。报错时的现象为EMI测试超出标准,核心的原因在于差分信号变成了两根单端线。解决的办法是:直接在规则当中给予一个固定的值,对于高速信号而言,建议设定为5mm。
第二步 设置线宽与间距参数
在同一个Rules界面里,寻得Routing下的Width,去新建一项针对差分线的规则。点击Advanced来进行查询操作,选取Query Builder,将对象设定为InNetClass(‘Differential Pairs’)。返回到Width设置那里,把Preferred Width填写为0.2mm, Min以及Max分别填写为0.15mm和0.25mm。接着,在Routing下的Differential Pairs Routing里,将Trace Gap设定成0.25mm,这是两根差分线的中心间距,其会对差分阻抗产生直接影响。
要是你发觉设置了规则,然而在进行走线操作的时候线宽却不正确,那很有可能是规则的优先级没有调整。通常出现的报错情况是,在实际走线期间自动转变为默认的0.254mm线宽,究其原因在于最新建立的规则被放置在最后面。其解决方式为:在Rules面板里将新建的差分线Width规则拖动到最顶端的位置,并且把优先级设定为1。
第三步 手动走差分线并锁定等长
在PCB界面按下快捷键P,选择Differential Pair Routing,点击网络对里的P引脚以及N引脚。直接沿着板边拉设线路,使两根线的间距保持均匀。完成之后,开启Tools菜单下的Interactive Length Tuning,勾选Differential Pair模式,将目标长度设定为50mm,公差为±0.5mm。运用鼠标拖动蛇形线调整,直至状态栏呈现绿色对号。
【新手避坑】:进行等长调整时,最怕的就是走线的空间不足,出现报错的情况是蛇形线叠到了其他的网络,其核心的原因在于你没有留出缓冲的区域,解决的办法是,在开展布线之前就要规划好走线的区域,差分线的两侧要留出至少0.5mm的空白,不要跟其他的信号线挤在一块儿。
关键参数与方案对比
USB、HDMI、LVDS 这类高速接口的最优推荐值,是 100Ω 差分阻抗,原因在于,当下主流芯片和接插件皆以此作为标准,以这个值制作出来的板子兼容性是最好的,且信号眼图能够张得开。
对两种走线方案展开对比,方案A属于外层走线,其线宽为0.2mm、间距是0.25mm,它具备好走线以及调整轻松便利的优点,然而却存在容易遭受外部干扰的缺点;方案B是内层走线,线宽处于0.15mm、间距为0.2mm,它有屏蔽优良、串扰较低的优点,不过有过孔较多、高频损耗较大的缺点。究竟是走表层还是内层呢? 信号速率低于5Gbps的选择方案A,高于5Gbps的优先选择方案B。
出现了一个:在DDR4设计里,当差分线完成走线之后仿真时,发觉阻抗仅仅只有85Ω,相差10%的高频完整报错情况。此报错的根本起因是参考层发生了不连续现象,即差分线下方被地平面切割出了一条缝隙而为。解决该问题的办法是:开启Layer Stack Manager,检查且确保参考面层系为不中断的地平面。要是不满此要求,就在差分线正下方的所有单层上面铺设一块地铜,通过打上密集过孔的方式连接至主地平面上边,然后再度仿真,此时阻抗便会稳定处于98 – 102Ω范围中间。
本方法不适用于刚柔兼有的结合板,不适用于多层的盲埋孔结构,在那种情况下,差分线的参考层不是单一的层面,需要独自运用3D场求解器来做精细的仿真。替代的方案是直接借助Cadence Allegro的CMG向导自动生成阻抗数据,从而省去手动进行计算。










