层叠设计与串扰控制

yvonneGan

1、 层叠设计与同层串扰

很多时候，串扰超标的根源就来自于层叠设计。也就是我们第一篇文章说的设计上先天不足，后面纠正起来会比较困难。

讲到层叠对串扰的影响，这里有另一张图片，和上文提到的参考平面的图片一脉相承。我们能看到，层间距离H是影响串扰的关键因素。当D=3H的时候，不考虑K的话，串扰大约在10%左右。这也是所谓3H原则的由来吧，我们在了解串扰之后，就需要把3W原则改为3H原则了。



从上图还可以留意到，如果要减小串扰的话，可以减小H或者增大D。只不过H太小，为了控制阻抗，线宽也会相应变小，增大加工难度，或者增加了导体损耗。而增大D，当然会受到布线空间的约束。所以我们一直提倡的，PCB设计是权衡的艺术，而权衡的技巧，就来自于对理论的深入理解，以及适当的工程量化能力。


2、层叠设计与层间串扰


提到权衡，就必须讲一下现在各种规则里面提的比较多的双带线，也就是Dualstripline结构。各大公司对Dualstripline的设计都会制定非常详细的设计规则。

以Intel的Purley平台规则为例，为了降低成本，双带线结构经常被采用，要注意层间串扰。推荐的层叠可以看到，L2~L5之间构成双带线结构，L3和L4之间的距离是10mil，而L2到L3以及L4到L5是3mil，从层叠的源头来控制层间串扰。


具体的设计建议中，还提出用30度夹角来规避双带线结构层间串扰的方法。以及使用Jogging的方式来平衡串扰。下图就是我们针对这些不同的走线方式做的测试板。


一直关注我们的朋友，都知道我们经常会做一些测试板来验证各种走线细节的差异。我们通过验证分析，比较有把握的结论都已经陆续在研讨会Paper以及高速先生的文章中进行分享。还有一些结论，要么是我们也还有困惑，要么就是结论还不够充分，我们还会继续深入研究。双带线的30度夹角以及Jogging走线就属于我们认为还不够充分，也还有些疑惑的Item。所以这次就不公开发表结论了。

Anyway，双带线的层间串扰是业内都关心的问题，这样的结构，层叠设计非常重要，从一开始就要做好规划。


作者：一博科技