1、HDMI設(shè)計(jì)終極解決方案！針對(duì)使用HDMI多路復(fù)用中繼器的用戶，本文提供了如何通過精心設(shè)計(jì)印刷電 路板（PCB）來實(shí)現(xiàn)器件全部性能最優(yōu)化的設(shè)計(jì)指導(dǎo)。我們將對(duì)高速PCB設(shè)計(jì) 的一些主要方面的重要概念進(jìn)行解釋， 并給出一些建議。本文涵蓋了層堆棧、差 動(dòng)線跡、受控阻抗傳輸線、非連續(xù)性、布線指南、參考平面、過孔以及去耦電容 器等內(nèi)容。 一 一一. . 一1， 一一 = 一- j1層疊HDMI多路復(fù)用中繼器的外引腳是專門針對(duì) HDTV接收機(jī)電路中的設(shè)計(jì)（見圖1）而量身定制的。封裝的每一側(cè)都提供了一個(gè) HDMI端口，具有四個(gè)差動(dòng)TMDS信號(hào)對(duì)，從而實(shí)現(xiàn)三個(gè)輸入端口和一個(gè)輸出端口。 剩余信號(hào)由電源軌、Vcc

2、和接地以及低速信號(hào)（例如：I2C接口、熱插拔和多路復(fù)用選擇器引IHH腳）組成。Vcc6NDI2C S CTRL sigrai?"TMDS341AHDMI 3HDMI2HDMI1圖1專門針對(duì)HDTV接收機(jī)應(yīng)用的器件外弓瞬完成一個(gè)低EMI PCB設(shè)計(jì)最少需要四層堆棧（見圖 2）。層堆棧應(yīng)按照下列順序（自上而下）：TMDS信號(hào)層，接線層，電源層和控制信號(hào)層。圖2建議在一個(gè)接收機(jī) PCB設(shè)計(jì)中使用4或6層疊 在頂層上對(duì)高速TMDS線跡布線可以避免使用過孔（及其電感），并且 允許從HDMI連接器至中繼器輸入以及從中繼器輸出至后續(xù)接收機(jī)電 路的干凈互聯(lián)（clean interconnect） 。

3、 在高速信號(hào)層的下面放置一個(gè)堅(jiān)實(shí)的接地層，這樣就可以為傳輸線路互聯(lián)建立一個(gè)受控阻抗，并為返回電流提供一個(gè)優(yōu)異的低電感通路。 在緊挨接地層的下方放置電源層可以創(chuàng)建額外的高頻旁路電容。 在底層布線低速控制信號(hào)可實(shí)現(xiàn)更大的靈活性，因?yàn)檫@些信號(hào)鏈通常擁有 允許非連續(xù)性（如過孔）的裕度。如果需要一個(gè)額外電源電壓層或信號(hào)層，那么就應(yīng)添加一個(gè)二級(jí)電源層 /接地層 系統(tǒng)至該堆棧，以使其保持對(duì)稱。這樣就可以使堆棧保持機(jī)械穩(wěn)定， 并防止其變 形。每個(gè)電源系統(tǒng)的電源層和接地層均可以被緊密地放置在一起， 從而大大增加 高頻旁路電容。2差分線跡HDMI使用轉(zhuǎn)換最小化差分信令（TMDS）,用于傳輸高速串行數(shù)據(jù)。差分 信令

4、為單端信令帶來了極大的好處。在單端系統(tǒng)中，電流通過一個(gè)電感從電源流至負(fù)載， 并經(jīng)由一個(gè)接地層或線路返 回。該電流引起的橫向電磁（TEM）波會(huì)自由地向外部環(huán)境輻射，從而引起嚴(yán)重 的電磁干擾（EMI）（見圖3）。而且，電感中的外部源噪聲不可避免地被接收機(jī) 放大，從而破壞信號(hào)完整性。替代差分信令要使用兩個(gè)電感，一個(gè)用于正向電流，另一個(gè)用于電流返回。因此， 當(dāng)緊密耦合時(shí)，該兩個(gè)電感中的電流為等量，但是極性卻相反，并且其電磁場(chǎng)消 失。現(xiàn)在，電磁場(chǎng)被“搶走”的兩個(gè)電感的 TEM波均不能向環(huán)境中輻射。只有 在電感環(huán)路外部有極小的邊緣磁場(chǎng)時(shí)才會(huì)發(fā)生輻射，從而產(chǎn)生極低的 EMI （見 圖3）。圖3來自單個(gè)電感周

5、圍大散射磁場(chǎng)和差動(dòng)信號(hào)對(duì)緊密耦合電感環(huán)路的外部小散射磁場(chǎng)的TEM波輻射緊密電耦合的另一個(gè)好處是，感應(yīng)至兩個(gè)電感的外部噪聲均以等量共模噪聲的形 式出現(xiàn)在接收機(jī)輸入端上。具有差動(dòng)輸入的接收機(jī)均只對(duì)信號(hào)差異敏感，而對(duì)共 模信號(hào)不敏感。因此，該接收機(jī)抑制了共模噪聲，并保持了信號(hào)完整性。為了使差分信令可以工作在一個(gè) PCB上，一個(gè)差動(dòng)信號(hào)對(duì)的兩個(gè)線跡間距必須 在整個(gè)線跡長(zhǎng)度上保持一致。否則，間距變化就會(huì)引起磁場(chǎng)耦合不平衡， 從而降 低磁場(chǎng)消除的效果，造成 EMI增加。除了更大的EMI以外，電感間距的變化也會(huì)引起信號(hào)對(duì)差動(dòng)阻抗的變化，從而 造成阻抗控制傳輸系統(tǒng)的中斷，進(jìn)而造成破壞信號(hào)完整性的信號(hào)反射。除了

6、間距一致以外，兩個(gè)電感均必須為相等的電氣長(zhǎng)度，以確保其信號(hào)在相同時(shí)間到達(dá)接收機(jī)輸入端。圖 4顯示了相等及不同長(zhǎng)度線跡的邏輯狀態(tài)改變期間一個(gè)差動(dòng)對(duì)的“ + ”和“"”信號(hào)圖4不同電氣長(zhǎng)度的線跡會(huì)引起信號(hào)間的相移，從而產(chǎn)生導(dǎo)致嚴(yán)重EMI問題 的差動(dòng)信號(hào)對(duì)于相同長(zhǎng)度的線跡而言，兩個(gè)信號(hào)相等且極性相反。因此，它們的和必須為零。如果這些線跡的電氣長(zhǎng)度不同，那么較短線跡上的信號(hào)就會(huì)比較長(zhǎng)線跡上的信號(hào) 較早地改變狀態(tài)。在此期間，兩個(gè)線跡均驅(qū)動(dòng)電流至相同方向。 由于往往會(huì)作為 返回通路的長(zhǎng)線跡繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電流（“早”驅(qū)動(dòng)電流），因此短線跡必須找到其經(jīng) 由一個(gè)參考層（電源層或接地層）的返回通路。當(dāng)將兩個(gè)信

7、號(hào)相加時(shí)，該總信號(hào)在過渡相期間從零電平轉(zhuǎn)移。在高頻條件下，這些差動(dòng)信號(hào)以大幅急劇瞬態(tài)的形式出現(xiàn)，具顯示在接地層上，從而引起嚴(yán)重的EMI問題。需要注意的是，“噪聲”脈沖的寬度同兩個(gè)信號(hào)間的相移相等，并可以被轉(zhuǎn)換成 一個(gè)給定頻率的時(shí)間差。該時(shí)間差（也稱為對(duì)內(nèi)時(shí)滯）由HDMI規(guī)定，用于225 MHz TMDS 時(shí)鐘速率0.4 TBIT的接收機(jī)，其將轉(zhuǎn)換為 178 ps最大值。對(duì)于 一個(gè)HDMI發(fā)送器而言，該規(guī)范要求 0.15 TBIT,以用于225 MHz 的TMDS 時(shí)鐘速率，其將轉(zhuǎn)換為66 ps最大值。由于像素生成需要四個(gè)差動(dòng) TMDS信號(hào)對(duì)（3個(gè)數(shù)據(jù)信號(hào)+1個(gè)時(shí)鐘信號(hào)）的 同步傳輸，因此其必須

8、在相同時(shí)間到達(dá)接收機(jī)。理想情況下，所有四個(gè)信號(hào)對(duì)應(yīng) 該為相等的電氣長(zhǎng)度，以保證零時(shí)間差。但是，對(duì)一個(gè)0.2 TCHARACTER + 1.78 ns的接收機(jī)而言，HDMI允許一個(gè)最大的對(duì)問時(shí)滯（信號(hào)對(duì)之間的時(shí)間差），從而會(huì)產(chǎn)生總計(jì)2.67 ns的時(shí)間，以用于225 MHz 的TMDS時(shí)鐘。對(duì)一個(gè)HDMI發(fā)送器而言，該規(guī)范要求產(chǎn)生 888Ps 的0.2 TCHARACTER。3受控阻抗傳輸線受控阻抗線跡可用于匹配傳輸介質(zhì)的差動(dòng)阻抗（例如：線纜）和端接電阻。差動(dòng)阻抗由信號(hào)對(duì)線跡的物理幾何、它們同鄰近接地層的關(guān)系以及 PCB電 介質(zhì)決定。這些幾何形狀必須在整個(gè)線跡長(zhǎng)度上保持一致。圖5描述了微波傳輸帶

9、（Microtrip） 線跡（外層線跡）及帶狀線線跡（通常是被兩個(gè)接地層夾在中間的層堆棧內(nèi)線跡）阻抗計(jì)算相關(guān)的參數(shù)。圖5差動(dòng)線跡的物理幾何為了計(jì)算出圖5中100 Q差動(dòng)阻抗TMDS信號(hào)對(duì)的線跡幾何，可以使用閉式方程1 " 6。南1.1中號(hào)-|'T)1、對(duì)于松散耦合帶狀線而言，s > 12 mils ,數(shù)字0.748可能被0.374替換2、W < 2h 時(shí)，最大誤差為3%3、為了獲得最佳精確度，使 b " t > 2W 及b > 4t ,其中，b為接地層之間 的電介質(zhì)厚度。考慮到差動(dòng)信號(hào)對(duì)及其環(huán)境之間的距離，圖5顯示了一個(gè)線跡X,其未與鄰近的“

10、 + ”和“"”導(dǎo)體中的電流關(guān)聯(lián)。X可以為另一信號(hào)對(duì)線跡、一個(gè)接地屏蔽 線跡或一個(gè) TTL/CMOS 線跡。對(duì)于鄰近信號(hào)對(duì)和屏蔽線跡而言，使距離d等于3 s。在一側(cè)運(yùn)行屏蔽線跡（接 地更為適宜），可能會(huì)創(chuàng)建一個(gè)增加 EMI的失衡。接地線跡屏蔽應(yīng)該對(duì)下層接 地層有一個(gè)過孔散射。請(qǐng)注意！乍一看上面的方程式，具呈現(xiàn)出一種可獲得線跡幾何的比較便宜的方法。但是，這些函數(shù)均基于經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并代表最佳情況下的近似值。 實(shí)際精確度可能 會(huì)有非常大的不同，各種原因甚至?xí)鸶哌_(dá)10%的可能誤差。從長(zhǎng)遠(yuǎn)來看，一種更精確、成本更低的方法是使用一個(gè) 2D或更好的場(chǎng)求解器。它是一種可對(duì)麥克斯韋（Maxwell）

11、方程式求解并計(jì)算出任意橫截面?zhèn)鬏斁€電場(chǎng) 和磁場(chǎng)的軟件工具。它還可以由以上這些計(jì)算出電氣性能項(xiàng)，例如：特性阻抗、 信號(hào)速度、串?dāng)_和差動(dòng)阻抗。一些場(chǎng)求解器還可以計(jì)算出導(dǎo)體內(nèi)的電流分布情況。相對(duì)于近似法而言，一個(gè) 2D場(chǎng)求解器的優(yōu)勢(shì)在于其考慮了幾乎所有任意橫截 面幾何的靈活性。除了第一階項(xiàng)（例如：線寬、電介質(zhì)厚度和電解介質(zhì)常量）以 外，第二階項(xiàng)（例如：線跡厚度、阻焊和線跡蝕刻背面）均可以被考慮到。4非連續(xù)性非連續(xù)性就是信號(hào)路徑中差動(dòng)線跡阻抗偏離于其規(guī)定值(100 Q,即15%HDMI )的地方，并假定更高或更低的阻抗值。非連續(xù)性可以引起由阻抗不匹配 帶來的信號(hào)反射，進(jìn)而破壞信號(hào)完整性。這些主要是有效

12、線跡寬度或線間間距變 化的結(jié)果，而這些變化又是由不可避免的沿信號(hào)路徑線跡幾何傳輸，或由較差的信號(hào)線跡布線引起的。可能發(fā)生非連續(xù)性的位置為： HDMI連接器焊盤同信號(hào)線跡相遇處 信號(hào)線跡碰到過孔、電阻器組件盤或IC引腳處 信號(hào)線跡90o彎曲處 信號(hào)對(duì)被分離以圍繞一個(gè)物體布線的地方在差動(dòng)阻抗、TDR、和測(cè)試期間將非連續(xù)性探測(cè)出來。一個(gè) TDR (時(shí)間域反射 計(jì))是一種用來描繪和定位金屬導(dǎo)體中故障的電子儀器。一個(gè)TDR沿導(dǎo)體傳輸一個(gè)快速上升時(shí)間脈沖。 如果該導(dǎo)體為統(tǒng)一阻抗，并被正 確地封端(terminated),那么整個(gè)發(fā)射脈沖將在遠(yuǎn)端終端被吸收，且沒信號(hào)會(huì) 被反射回TDRo但是，存在阻抗非連續(xù)性

13、的情況下，所有非連續(xù)性都將構(gòu)成一 個(gè)被反射回反射計(jì)(reflectometer )的回波。阻抗增加會(huì)產(chǎn)生一個(gè)增強(qiáng)原始脈 沖的回波，與此同時(shí)，阻抗減少會(huì)產(chǎn)生一個(gè)同原始脈沖相對(duì)的回波。在輸出/輸入端測(cè)量出產(chǎn)生的TDR反射脈沖，其將以時(shí)間函數(shù)的形式顯示或繪 制出來，因?yàn)榻o定傳輸介質(zhì)中信號(hào)傳播的速度相對(duì)不變，并且可以以線跡長(zhǎng)度函 數(shù)的形式被讀取出來圖6 TDR顯示表明了非連續(xù)性的位置PCB設(shè)計(jì)的目的在于盡可能將非連續(xù)性最小化， 從而消除反射并保持信號(hào)完整。遵循一組布線指南，有助于避免不必要的非連續(xù)性。剩下的不可避免的非連續(xù)性 應(yīng)集中在一起，也就是說將這一區(qū)域的面積應(yīng)保持較小，并盡可能的緊密放置。這一想

14、法就是將各個(gè)反射點(diǎn)集中在某個(gè)區(qū)域， 而不是將其分布在整個(gè)信號(hào)路徑里。利用TDR看到的大量非連續(xù)性直接受到 TDR使用的脈沖邊緣速率的影響。TDR邊緣速率越快，出現(xiàn)的非連續(xù)性就會(huì)越多，并且阻抗峰值就越大。通過HDMI規(guī)范，他們定義了邊緣速率（通常為 200Ps ）。圖6對(duì)該點(diǎn)進(jìn)行了描述。圖中的低線壓采用 30Ps邊緣速率，高線壓采用 200pf濾波器。當(dāng)使用200Ps邊緣速率濾波器時(shí)，由出現(xiàn)在低線壓上的 TPA電路板SMA產(chǎn)生的非 連續(xù)性均為完全不可見當(dāng)試圖保持信號(hào)完整性和低 EMI時(shí)，具有PCB布線的一些指南是必不 可少的。盡管似乎有無數(shù)的預(yù)防方法可以采用， 但是本章節(jié)僅僅推薦使用一些主 要的

15、布局指南。1、在不匹配點(diǎn)上采用小彎曲度修正，可減少差動(dòng)對(duì)內(nèi)的時(shí)滯。2、減少由組件放置和IC外腳引線以及信號(hào)路徑上較大角度修正所引起的對(duì)問 時(shí)滯。采用斜切式彎曲（chamfered corner）,其長(zhǎng)度和線寬之比為 3比5。 彎曲之間的距離應(yīng)最少為線寬的 8到10倍左右。3、使用45 o彎曲（斜切式彎曲）替代直角（90o）彎曲。直角彎曲會(huì)增加有 效線寬，改變差動(dòng)線跡阻抗，從而出現(xiàn)一個(gè)較短的中斷點(diǎn)。一個(gè) 45o彎曲可以 看作是一個(gè)時(shí)間更短的中斷點(diǎn)。圖7采用斜期式拐角彎威方法的時(shí)滯降低圖7采用斜切式拐角彎曲方法的時(shí)滯降低4、當(dāng)在一個(gè)物體周圍進(jìn)行布線時(shí)，應(yīng)對(duì)并聯(lián)的一對(duì)線跡進(jìn)行布線。將線跡分離開來布線

16、會(huì)改變線與線之間的間距，從而引起差動(dòng)阻抗的改變以及非連續(xù)現(xiàn)象的 出現(xiàn)。圖8在一個(gè)物體周圍的布線5、在信號(hào)路徑內(nèi)一個(gè)接一個(gè)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(chǎn)生的非連續(xù)性現(xiàn)象卻被限定在了一個(gè)更短的電氣長(zhǎng)度內(nèi)。圖9各種非連續(xù)性6、當(dāng)在一個(gè)過孔周圍，或一排過孔之間進(jìn)行布線時(shí)，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(xiàn)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(huì)導(dǎo)致差動(dòng)阻抗降至 75 Q以下，并且在TDR測(cè)試期間 燒壞你的電路板。Gr

17、ound planePower plane圖11各個(gè)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(hào)線過孔和HDMI連接器焊盤，因?yàn)槠鋵?duì)100差動(dòng)阻抗產(chǎn)生的影響較小。較大的過孔和焊盤可能會(huì)導(dǎo)致阻抗降至85 Q以下。9、使用堅(jiān)實(shí)的電源層和接地層來實(shí)現(xiàn) 100 Q阻抗控制，以及電源噪聲最小化。10、對(duì)于100差動(dòng)阻抗而言，應(yīng)盡可能采用最小的線跡間隔，您的 PCB廠商般都會(huì)對(duì)其做出規(guī)定。確保圖 5中幾何結(jié)構(gòu)為：s < h、s < W、W < 2h和 d > 2s o能使用一個(gè)2D場(chǎng)求解器更精確地確定線跡的幾何結(jié)構(gòu)就更好了。11、盡可能的使HDMI連接器和器件之間的電氣

18、長(zhǎng)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(xiàng)規(guī)格。13、在靠近如穩(wěn)壓器，或?yàn)镻CB提供電力的區(qū)域等電源處放置大型電容器 （如 10 ? F）。14、在器件中放置0.1 ? F，或0.01 ? F的較小型電容器。高速PCB設(shè)計(jì)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(wěn)定的電壓，如Vcc和接地電壓等。對(duì)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(tǒng)的設(shè)計(jì)而言，接地層應(yīng)能實(shí)現(xiàn)與一個(gè)臨近信號(hào)層差動(dòng)線跡的電氣耦合。正如此前提及一樣，緊密耦合會(huì)使磁場(chǎng)消失，從而通過已減少的余下

19、散射場(chǎng)的TEM波輻射將EMI最小化。為了實(shí)現(xiàn)緊密耦合，應(yīng)在靠近一個(gè)高速信號(hào)層的地方放置接地層圖12微波傳輸帶結(jié)構(gòu)內(nèi)的場(chǎng)偶合盡管理論上差動(dòng)信號(hào)發(fā)射不需要單獨(dú)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(fā)生電容性耦合。為這些電流提供一個(gè)連續(xù)的低阻抗回路要求參考層為堅(jiān)實(shí)的銅片，密實(shí)無裂縫。具有多個(gè)電源系統(tǒng)的層堆棧可以受益于由過孔組成的參考層。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(gè)電路板上。 相類 似的連接也適用于電源層。對(duì)于連接的參考層而言，這一點(diǎn)是很重要的，即過孔間隙（或接地過孔情況下的 反焊盤）不會(huì)干擾電流回路。在出現(xiàn)障礙物情

20、況下，回流電流將會(huì)找到繞過障礙 物的通道。但是，如果這樣的話，電流的電磁場(chǎng)將很有可能干擾到出現(xiàn)申擾的其 他信號(hào)線跡。止匕外，該障礙物將對(duì)通過其的線跡阻抗產(chǎn)生不利的影響。圖13密實(shí)與槽形接地層上的電流回路7過孔過孔這一術(shù)語一般指的是印刷電路板上的電鍍孔。一些應(yīng)用要求直通的 過孔足夠?qū)挘瑥亩芊胖么┛捉M件的導(dǎo)線，而高速電路板設(shè)計(jì)一般是在對(duì)信號(hào)層 進(jìn)行更改時(shí)將其作為線跡過孔使用，或?qū)⑵渥鳛檫B接過孔使用，以將SMT組件與所需的參考層相連接，同時(shí)也將同一電位的參考層相互連接 （見上一章節(jié)中 提及的過孔連接接地層）。與一個(gè)過孔連接的各個(gè)層與一個(gè)過孔周圍焊盤 （過孔焊盤）直接相連接。不必連 接的各個(gè)層由一個(gè)

21、間隙環(huán)將其與過孔相隔開。 每個(gè)過孔與接地之間都有電容，電 容量可以使用如下的方程式計(jì)算出近似值：c L41T.D1其中，D2=接地層間隙孔的直徑（內(nèi)徑）D1=過孔周圍焊盤的直徑（內(nèi)徑）T=印刷電路板的厚度（內(nèi)厚）力=電路板介電常數(shù)C=寄生過孔電容（pF）由于電容與尺寸成一定比例增加，因此，高速設(shè)計(jì)中的線跡過孔應(yīng)盡可能的小， 以避免較大的容性負(fù)載導(dǎo)致的信號(hào)衰減。當(dāng)把一個(gè)去耦電容器連接至接地層，或?qū)⒏鱾€(gè)接地層相連接時(shí)，與其電容相比， 過孔電感更為重要。該電感的數(shù)值大約為：上no £ L4 h11L 5.08 1 h - Im q +1j其中，L-過孔電感（nH）h=過孔長(zhǎng)度（內(nèi)長(zhǎng)）d二過

22、孔直徑（內(nèi)徑）由于該方程式涉及到一個(gè)對(duì)數(shù)，所以改變過孔的直徑并不會(huì)對(duì)電感產(chǎn)生任何影響。改變過孔長(zhǎng)度，或多個(gè)過孔并聯(lián)可能會(huì)使電感發(fā)生較大的變化。 因此，應(yīng)在每個(gè) 器件的終端放置兩個(gè)并聯(lián)的過孔，將耦合電容器與接地連接。對(duì)于接地層之間的 低電感連接而言，應(yīng)在電路板上以相等的間隔放置多個(gè)過孔。盡管強(qiáng)烈建議不要對(duì)高速線跡的電路層進(jìn)行更改，但是如果有必要更改的話，應(yīng)確保有一條連續(xù)的電流回路。圖 14的左邊部分顯示了用于單個(gè)電路層更改的電流回流流向，右邊部分顯示了用于多個(gè)電路層更改的電流回流流向。圖14單個(gè)及多個(gè)電路層更改的電流回路內(nèi)部間隙環(huán)的一層金屬層片實(shí)現(xiàn)了對(duì)接地層從底層到頂層的電流流向的更改。因此，當(dāng)

23、一個(gè)信號(hào)通過一個(gè)過孔，并延續(xù)至同一層的另一側(cè)時(shí)， 不存在電流回流非 連續(xù)性的問題。 通過交叉多個(gè)參考層實(shí)現(xiàn)了從一個(gè)層至另一個(gè)層的信號(hào)線跡更 改，這樣使電流回路的設(shè)計(jì)復(fù)雜化。 在兩個(gè)接地層的情況下，一個(gè)接地到接地的 過孔必須放置在信號(hào)過孔的附近，以確保獲得一個(gè)連續(xù)的電流回路（見圖14右 邊的圖表）。如果參考層為不同電壓電位，如圖15中所示的電源層和接地層， 電流回路的設(shè)計(jì)將變得較凌亂，這是由于需要第三個(gè)過孔和一個(gè)去耦電容器。電流回流開始于其最接近信號(hào)電流的電源層底部。 之后流經(jīng)電源過孔，通過去耦電 容器流向接地過孔，最后回到接地層的頂部。圖15單個(gè)及多個(gè)電路層更改的電流回路放置有多個(gè)過孔和去耦電

24、容器的電流回路具有較高的電感，因此不利于信號(hào)完整性，并增加了 EMI。如果可能的話，在進(jìn)行高速布線時(shí)，避免更改各個(gè)層，這 是因?yàn)檫@樣會(huì)降低電路板性能，使設(shè)計(jì)復(fù)雜化并增加生產(chǎn)成本。8去耦電容器去耦電容器為IC的充電提供了部分資源，該IC在對(duì)內(nèi)部切換響應(yīng)時(shí)需 要大量的電源電流。不足量的去耦會(huì)導(dǎo)致所需電源電流不足， 阻止IC的正常運(yùn) 作，從而導(dǎo)致信號(hào)完整性數(shù)據(jù)錯(cuò)誤的發(fā)生。 這就要求其在相關(guān)的頻率范圍內(nèi)提供 較低的阻抗。為了實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，通常的做法是均勻地分布電路板上的一組去耦 電容器。除了保持信號(hào)的完整性以外，去耦電容器還充當(dāng)了一個(gè) EMC濾波器， 以阻止高頻RF信號(hào)在整個(gè)PCB上進(jìn)行傳播。當(dāng)在電源層與接地層之間連接一個(gè)電容器時(shí)，我們實(shí)際上是在對(duì)配置有一個(gè)串聯(lián) 諧振電路的電源進(jìn)行加載，該電路的頻率取決于代表了一個(gè)真實(shí)電容器等效電路的R-L-C組件。圖16顯示了一個(gè)初始等效電路的寄生組件，以及其向一個(gè)用聯(lián)諧振電路的轉(zhuǎn)化。RiN* ESI, JE 蹲 c E5L中t i J i i1t-1|-J-«*-aVA 卜 叼Ce圖