搜索地平面能隔離串擾嗎？
2016-12-20 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
文 | 陳德恒 一博科技高速先生團隊隊員
移動互聯網拉近了人與人的距離,小陳在研討會上剛上臺,下面微信群里面就出現了實時互動;在別的群中潛水時還能看到大家對高速先生平臺的意見與建議,心中真是非常的激動。大家在高速先生平臺下留的每一句言我們都是有仔細看的,前幾天有朋友問到隔層串擾的問題,這不就有了今天的這篇文章。
關于大家擔心的回流路徑上的電流交疊在一起是否會有影響,在之前的《回流是如何影響信號的》文章中有過詳細的說明。這篇文章就來看看串擾本身的問題。
串擾是電磁場的耦合,而信號傳輸時信號路徑與回流路徑之間的電磁場并不是輻射場,理想導體中也沒有磁場的存在,電磁場在回流平面就到此為止了。如圖1中的結構,地平面上深深的藍色,以及下方地平面中空空如也的白色,也可以看出實際上并無電磁場的穿過:
圖1
對圖2中這樣的結構進行仿真:
圖2
測試結果如圖3:
圖3
一個4端口的S參數,應該有16條曲線才對,而在圖中只能看到8條,缺少的那8條線正是串擾指標,由于小于-40dB被隱藏了。而實際上同樣的結構也有經過測試驗證,測試出來的串擾值大約為-70dB~-80dB,這其實就是儀器的底噪。
那是不是隔層串擾就完全可以忽略了呢?其實也不是這樣的,實際的設計平面通常并不是完整的,會有許多孔將平面給打穿,尤其是在BGA,以及連接器處,那實際上平面兩邊的走線就如同下面這樣的結構。圖4中兩線距離金屬平面都為10mil,中心間距為22.4mil,線寬約為9mil。
圖4
該結構的實際測試結果如圖5:
圖5
這樣的一個串擾大小就不能完全忽略了。相當于同層之間中心間距為24mil(2.4H)的串擾大小,如圖6:
圖6
這樣的一個結果,符合我們通常覺得的中心間距相等,串擾大小接近的印象。看來隔層之間,尤其是連接器和BGA位置的串擾是不可忽略需要引起重視的啊。
該測試的層疊如圖7:
圖7
各層之間的間距都為10mil,所有信號層之間都有地隔開,與我們通常做的背板設計比較相似。
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