紧耦合不是差分走线的必要条件,但是在空间不够时走线采用紧耦合方式能够增强差分走线的抗干扰能力。因此,对于差分对的阻抗控制问题,怎么调节各个参数需要综合考虑上述因素,择优选择。一般情况下不轻易调整差分对的间距和线宽。

延伸:差分对走线的PCB要求

(1)确定走线模式、参数及阻抗计算。差分对走线分外层微带线差分模式和内层带状线差分模式两种,通过合理设置参数,阻抗可利用相关阻抗计算软件(如POLAR-SI9000)计算也可利用阻抗计算公式计算。

(2)走平行等距线。确定走线线宽及间距,在走线时要严格按照计算出的线宽和间距,两线间距要一直保持不变,也就是要保持平行。平行的方式有两种: 一种为两条线走在同一线层(side-by-side),另一种为两条线走在上下相两层(over-under)。一般尽量避免使用后者即层间差分信号, 因为在PCB板的实际加工过程中,由于层叠之间的层压对准精度大大低于同层蚀刻精度,以及层压过程中的介质流失,不能保证差分线的间距等于层间介质厚度, 会造成层间差分对的差分阻抗变化。困此建议尽量使用同层内的差分。

(3).紧耦合原则。

在计算线宽和间距时最好遵守紧耦合的原则,也就是差分对线间距小于或等于线宽。当两条差分信号线距离很近时,电流传输方向相反,其磁场相互抵消,电场相互耦合,电磁辐射也要小得多。

(4).走短线、直线。

为确保信号的质量,差分对走线应该尽可能地短而直,减少布线中的过孔数,避免差分对布线太长,出现太多的拐弯,拐弯处尽量用45°或弧线,避免90°拐弯。

(5).不同差分线对间处理。

差分对对走线方式的选择没有限制,微带线和带状线均可,但是必须注意要有良好的参考平面。对不同差分线之间的间距要求间隔不能太小,至少应大于3~5倍差分线间距。必要时在不同差分线对之间加地孔隔离以防止相互问的串扰。

(6).远离其它信号。 

对差分对信号和其它信号比如TTL信号,最好使用不同的走线层,如果因为设计限制必须使用同一层走线,差分对和TTL的距离应该足够远,至少应该大于3~5倍差分线间距。

(7).差分信号不可以跨平面分割。

尽管两根差分信号互为回流路径,跨分割不会割断信号的回流,但是跨分割部分的传输线会因为缺少参考平面而导致阻抗的不连续(如图箭头处所示,其中GND1、GND2为LVDS相邻的地平面)。

8、PADS LAYOUT中层定义选项卡各个参数的解释说明:

PCB设计中的阻抗控制和叠层设计问题分析

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