HDMI 設計指南:HDTV接收機應用中高速PCB的成功設
5、在信號路徑內一個接一個地放置一些無源組件,例如:源匹配電阻或 ac 耦合電容。與案例 b)相比,案例 a)中的布線的確引起了更寬的線跡間距,但是,由此產生的非連續性現象卻被限定在了一個更短的電氣長度內。
圖9 各種非連續性
6、當在一個過孔周圍,或一排過孔之間進行布線時,確保過孔間隙沒有阻塞下方的接地層上的電流回路。
圖10 避免出現過孔間隙
7、為了更好的阻抗匹配,在 HDMI 連接器焊盤下方,或焊盤之間避免使用金屬層或線跡。否則可能會導致差動阻抗降至 75Ω 以下,并且在 TDR 測試期間燒壞你的電路板。
圖11 各個層與邊緣指針之間保持一定距離
8、盡可能使用尺寸最小的信號線過孔和 HDMI 連接器焊盤,因為其對 100 差動阻抗產生的影響較小。較大的過孔和焊盤可能會導致阻抗降至 85Ω以下。
9、使用堅實的電源層和接地層來實現 100Ω 阻抗控制,以及電源噪聲最小化。
10、對于100差動阻抗而言,應盡可能采用最小的線跡間隔,您的 PCB 廠商一般都會對其做出規定。確保圖 5 中幾何結構為:s h、s W、W 2h 和 d > 2s。能使用一個 2D 場求解器更精確地確定線跡的幾何結構就更好了。
11、盡可能的使 HDMI 連接器和器件之間的電氣長度保持最短,從而使衰減最小化。
12、使用較好的 HDMI 連接器,其阻抗符合各項規格。
13、在靠近如穩壓器,或為 PCB 提供電力的區域等電源處放置大型電容器(如 10 ¼F)。
14、在器件中放置 0.1 ¼F,或 0.01 ¼F 的較小型電容器。
參考層
高速 PCB 設計的電源層及接地層一般都必須滿足種種要求。在 DC 及低頻情況下,這些層必須為集成電路及端接電阻器的終端提供性能穩定的電壓,如 Vcc 和接地電壓等。
對于高頻參考電路層,尤其接地層而言,需要滿足更多的要求。就受控阻抗傳輸系統的設計而言,接地層應能實現與一個臨近信號層差動線跡的電氣耦合。正如此前提及一樣,緊密耦合會使磁場消失,從而通過已減少的余下散射場的TEM波輻射將EMI最小化。為了實現緊密耦合,應在靠近一個高速信號層的地方放置接地層。
圖12 微波傳輸帶結構內的場偶合
盡管理論上差動信號發射不需要單獨的電流回路,但是總有某一形式的共模噪聲電流與最近的參考層(理論上一般指接地層)發生電容性耦合。
為這些電流提供一個連續的低阻抗回路要求參考層為堅實的銅片,密實無裂縫。
具有多個電源系統的層堆??梢允芤嬗谟蛇^孔組成的參考層。此處不同層面的接地層通過大量的過孔相連接,這些過孔以等距的間隔放置在整個電路板上。相類似的連接也適用于電源層。
對于連接的參考層而言,這一點是很重要的,即過孔間隙(或接地過孔情況下的反焊盤)不會干擾電流回路。在出現障礙物情況下,回流電流將會找到繞過障礙物的通道。但是,如果這樣的話,電流的電磁場將很有可能干擾到出現串擾的其他信號線跡。此外,該障礙物將對通過其的線跡阻抗產生不利的影響。
圖13 密實與槽形接地層上的電流回路
過孔
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