请高手解惑：关于双面板（不敷铜）PCB上信号线的返回路径？

yyxflyinger · 发表于 2011-5-4 10:09

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本帖最后由 yyxflyinger 于 2011-5-4 10:20 编辑

正在看《信号完整性分析》（美Bogatin著，李玉山译），真有醍醐灌顶之感。
      看到“第七章传输线的物理基础”说：信号线与其参考平面之间会产生回流电流，这个对于多层板来说是肯定的，因为每一个信号层都会找到自己的参考平面（电源层或地层）。
      我的疑问是：我们最常用的两层板，只有顶层和底层，而且空白处也不敷铜，那么无论是顶层还是底层的信号线，它们就失去了“参考平面”，那么这个时候怎么解释信号的返回路径和回流电流？

      请各位大虾、高手不吝赐教！

chensi007 · 发表于 2012-11-12 18:13

顶楼上.其实一般的双面板厚都为1MM以上的厚度,此时,即使信号线下方是GND或电源.信号返回路径也只有很少的一部分回流经过..因为信号线距离返回路径的距离太大了
对于重要的信号在双面板的处理就是包地.即人为指定其返回路径.用SI9000计算阻抗时,选择共面模型即可.

Jessica2014 · 发表于 2016-8-21 01:09

chensi007 发表于 2012-11-12 18:13
! [ u2 w7 Z$ @5 O7 ~7 @顶楼上.其实一般的双面板厚都为1MM以上的厚度,此时,即使信号线下方是GND或电源.信号返回路径也只有很少的一 ...

两位理解很对，最近在弄双面板！测试的情况是这样的！

Jessica2014 · 发表于 2016-8-21 01:07

chensi007 发表于 2012-11-12 18:13/ k& y: P, Q* s4 F u
顶楼上.其实一般的双面板厚都为1MM以上的厚度,此时,即使信号线下方是GND或电源.信号返回路径也只有很少的一 ...

两位理解很对，最近在弄双面板！

willyeing · 发表于 2011-5-4 11:21

那你layout的板子不是一塌糊涂吗，2层板同样要留回流路径的

CAD_SI · 发表于 2011-5-4 19:18

尽管没有平面，高速信号还是会沿着阻抗最小的路径回流。
有平面时，信号线正下方的路径就是阻抗最小的路径

xooo · 发表于 2011-5-4 19:43

参考电源或GND回流。

ljdx · 发表于 2011-5-9 17:53

willyeing 发表于 2011-5-4 11:21
1 p+ \: S; ]' G. ?那你layout的板子不是一塌糊涂吗，2层板同样要留回流路径的

不敷铜也可以的，用线连好地和vcc而已

oulen · 发表于 2011-5-10 15:18

本帖最后由 oulen 于 2011-5-10 15:21 编辑

CAD_SI 发表于 2011-5-4 19:18 $ h/ L! Q. A0 `! p
尽管没有平面，高速信号还是会沿着阻抗最小的路径回流。
1 |+ m& E$ f9 ]- o1 O3 ?: X有平面时，信号线正下方的路径就是阻抗最小的路径

正解，或者说：信号传输的过程中总是会产生电场和磁场，它们综合产生的感应电流就是以回路电流的方式体现出来的，给它们最短路径是最好的归宿，你不给它们路子，它们也会找路子，实在找不到，那就只有乱窜了。

yyxflyinger · 发表于 2011-5-11 10:07

本帖最后由 yyxflyinger 于 2011-5-11 10:13 编辑

oulen 发表于 2011-5-10 15:18
% A Q& {' D4 I6 F2 ~* y6 m正解，或者说：信号传输的过程中总是会产生电场和磁场，它们综合产生的感应电流就是以回路电流的方式体 ...

请继续指教：
我说的这种两层板不敷铜的情况，如果顶层信号线没有找到对应的底层铜箔，您说的感应电流（回路电流）是在板基材料中（比如FR4）中流过吗？如果是，此时信号线的传输阻抗是多大呢？

对于我们最常用的两层板，即使不敷铜，几十兆的频率，跑起来也没有什么异样，这是为什么呢？好像与特性（传输）阻抗的理论有冲突啊。

niuwa · 发表于 2011-5-16 16:19

应该是以它最近的信号线作为回流路径吧

ggm_1029 · 发表于 2011-5-20 09:12

可能您对特征阻抗的理解有误，你可以先看看关于对特征阻抗的正确描述，特征阻抗跟什么有关，电流回流最基本的就是选择最小阻抗的回流路径。

kenji · 发表于 2011-5-20 10:52

个人感觉，对于两层板PCB来说，参考的回流路径肯定是不能top与bottom互相参考的。。。。走线是应该以同层附近的低阻抗走线或者shape为参考。。。。差分就互相参考，单根走线就以临近的地线或者电源线为参考
不知道这个对不对，还请指教

brace1108 · 发表于 2012-11-7 10:56

在广泛使用网络这一概念的低速电路中，“地”同样大行其道，“地”本身就是一个网络。在低速电路中，之所以不用考虑信号的返回路径，就是认为所有的电流都将汇合到“地″这个无穷大的容器，同时认为“地”就是一个等势体，因此也不关心其中的电流流动。这是一个错误的观点！高频时，信号路径和返回路径的回路电感要最小化，那么，返回电流是紧靠信号电流的，只要附近导体允许，返回路径会尽量靠近信号路径分布。如果周围没有导体可以提供返回路径，那么自由空间就成为返回路径，这就带来了emc问题。

qiangqssong · 发表于 2012-11-7 16:55

学习下!!!

canghaimurong · 发表于 2012-11-12 11:00

如果不覆铜的话，应该几十兆信号线都是傍地走的吧

dzwinner · 发表于 2012-11-12 15:12

其实有信号出去，那么必然有相应的回流信号返回来，这是必须的！那么双面板，没有好的参考平面，信号就会找附近的低阻抗媒介回流，一般的都是地或者电源，而不会是板材。低速的时候，这些回流不会对电路造成什么影响，但高速时，附近的几个信号都在同一段地或电源上回流时，会造成很强的串扰，从而使电路无法正常工作。所以这就是为什么低速板对极个别高速信号线用地包起来的原因，一是提供回流，还一个就是防止串扰其他信号，还一个好处就是回流路径所圈的面积小，辐射也小。

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