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转:wang1jin's blog 一个跨电源分割区的问题

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发表于 2008-4-18 15:00 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x

3 P9 m# b2 D+ W8 D- {- G0 [
4 s! [+ \  B4 n0 d7 f/ K9 G/ }4 ]1 [' V* Q, ?8 J! w9 J
可能是跨Moat會造成能量激增,可以用add cap的方式來平衡兩個部分的noise...( T$ H/ C% w' ]0 `* \# ]
另一方面可能是:高速线跨切割时,它的回路会被破坏,而且路径会变远,所以有人会建议加电容,让它的回路缩短9 O. ^& l2 E5 D3 S2 [! @$ t7 V
个人理解:高速线跨分割区的时候,如果不加电容,那么这些高速线的回流就会绕过分割区,这样就会形成一个很大的环路,这样有如下问题:一是严重增加了信号路径的电感;二是有又可能同其他信号的回流路径环路重叠,使之在走线之间形成互感,增加串扰;三是大的环路还会形成大的对外辐射,对EMI不利;四是大的环路还很容易接收到外界的干扰。
' m1 k7 p' y4 f! U) ~但如果紧挨着高速线放置连接2个分割区的小电容的话,那么这些高速线就会增加一条通过电容的回路,因为这条回路的环路面积大大减小,阻抗也小,所以信号的回流路径就是它了(水往低处流,高速信号当然也要捡阻抗小的道跑了)。这样以上所说的一些问题自然就要好得多了。! [2 |3 V# ~! r# h, p: t* f
我在二楼是纯粹以EMI去考虑的(因为自己是做EMI的)...
9 C$ O5 d$ c7 j! ^1 p6 b其实最终的目的应该也是在EMI上考虑的,有些跨切割的地方还会加上Bead、0ohm电阻,具体要看是跨什么样的切割。$ I5 @" J  V% E! q6 `
电容两端是,一端电,一端地还是其他?我认为,这个电容,相当于一个“桥”的作用,一般,高速差分线要有个完整的地平面,当不能保证这点时,当然要有个电容做桥接了,我是这样分析的。
% `/ m0 g; ^3 E! V$ [) q两端都是接电源的。2 r: f, ]( W8 g2 H- o" J
正解:高速线跨分割区的时候,如果不加电容,那么这些高速线的回流就会绕过分割区,这样就会形成一个很大的环路,: l$ @4 Q8 u6 F6 N: v, Q, `
不过我觉得电容两端是电源还是地无关紧要,对于高频信号来说,电源和地是等同的(电子基础里做交流分析的时候,不就把电源等同于地来处理的嘛!再进一步,相对于地是恒定电位的在做交流分析的时候都可以把它看成是地吧),所以电源同样也可以作为回流路径的,只不过效果可能比地稍稍差一些吧?对于高速数字信号,由于RF的特性,总是选择最近的一个参考平面,作为地回路,无论这个平面是地还是电源,所以在信号跨过这个分界线时,参考回路变得不连续,信号回路变大,容易产生EMI问题。加电容可以使高频信号有回路,减少回路面积,减少EMI问题。
  d) @$ M* r* K# q
% @# ^4 I6 e" l- S6 O/ A* N* X( u- ]& g对于地平面的不连续,可以加BEAD和0 OHM电阻来实现,对于层结构为,TOP信号层,电源层,地层,BOTTOM信号层的PCB板。这个适用于底层高速信号跨过地层的分割槽。
  b# D) O2 F8 Q3 z2 n$ T* r" N; u; i4 d* U" O, q0 q" A
而对于电源平面的不连续处理,只能加电容提供高频回路,隔离直流回路。对于上面的层结构,顶层的信号跨越电源平面,需要加电容来提供RF回路。8 j- ~/ u  Z9 n  C$ v( H3 X+ s, D
" s$ a, V$ f8 G" y' D' n/ b+ s9 A5 v
主要是从电流回路考虑,跨分割的情况下,回路电流会无法通过,因此可能会绕得很远,甚至辐射到空中。但由于是高频电路,因此可以在跨分割的地方用电容相连(电容相对于高频相当于短路),回路电流就很容易通过电容,从而使回路连续。" q' h1 ?4 Y) N% x% B$ w5 x
至于,选多大电容,从理论上分析,当然是越大越好,但是往往容值大的,其等效电阻和等效电感也就越大,这对高频信号极为不利,而且从制造来说,大容值得电容,占的空间也较大,往往也会造成极大的困难。总之,选跨分割电容,要选容值大,但等效电阻电感小,体积小,价格合理的电容。5 ^, q* ]. X% S
个人认为并不是电容越大越好,而是根据   fmax="1/3".14*tr来确定的, 其中的3.14 是pai+ T3 x: j5 c' F: o
在高速电路中,如果用0欧姆电阻或BEAN来跨在分割处,基本上是两种地在进行单点连接用的,但有时候可能没有直接用铜皮直接进行单点连接效果好.; c9 W  p  v+ z
电容跨接两个电源的时候,电容两端最好接对应的两个电源.9 Q6 ?+ o2 p! z; p1 U
计算方法就是谐振点在50MHz的电容,以Murata0402 Y5V材质电容为例,应该采用22nF左右的电容,精度要求不高
% Y0 c3 m9 `) {4 b" K: ?3 y- k其实我觉得挺奇怪,既然是高速信号,为何不优先满足他,给他一个完整的地平面来参考,这样比跨两个电源平面好的多。  D0 G$ f( G) _  p
至于电容桥接的容值的话当然要小一些好,不过影响电容高频特性的主要是ESL,所以选择ESL低的电容显得更重要5 Z. t  M/ A! R% `$ Q) M/ |
关键还是看参考层的把,如果不是以电源层为参考,而是以完整的地层做参考,有地层做为返回回路可.4 A$ e# k- \0 A1 N8 N: g7 j
跨电源应该不要跨接电容?' S0 B  M1 `3 o2 O' D3 z

" e( U8 s# B8 {' ?1 v我的一个理解是这里的电源对应的地可能也是分割的,比如说是模拟地和数字地。那么还有一个解决的办法就是在地之间用磁珠或者0欧姆电阻进行连接。+ j& p. D8 N! k6 {4 `$ j
还有一个理解就是完整的地层和所要回流的信号层之间隔离的很远,不是相邻的,这种方法也是值得考虑的,仅是个人理解。
7 d+ S! {/ n" u! w1 B# v+ h我是做主板的,我们公司的四层板是TOP,POWER,GND,BOTTOM,高速线一般走bottom层,gnd只会切成agnd与gnd,一般不会有跨切割的问题,不过其他线跨电源会加跨接电容
! K; [; r" `+ V1 ], _$ J要依靠你的信号频率和电容的谐振频率。# y% M  h; K8 x
还有补充一点,交流信号把把电源和地当作同一平面地前提是,电源和地构成的电容和所加的去耦电容等,使得在这一个频点上电源和地之间地阻抗很低才可以。。
0 C8 Q/ S% y$ V" i' r没错,就是为了给告诉信号提供一个完整的回流路径,减少EMI问题# k) Y% m6 J* N2 @6 d5 t  Z
经验值用103的4 C. p1 G- Y  E' `& l

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发表于 2008-4-18 19:55 | 只看该作者
原帖由 xiaopengzi2001 于 2008-4-18 15:00 发表
3 y% |. D% V$ X
" K0 q; o- J6 X1 ^$ v* \6 m+ V1 d) J
: n* T3 s1 f% ?% E' ~4 O# i, Y9 z9 Q/ M1 A- [0 ^
可能是跨Moat會造成能量激增,可以用add cap的方式來平衡兩個部分的noise..." W! z  y, R: ]7 L: U% m, n
另一方面可能是:高速线跨切割时,它 ...
这是我以前在其他论坛上发的帖子
' \3 |0 w% _9 c3 S1 U. `/ E被转载拉

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 楼主| 发表于 2008-4-19 10:51 | 只看该作者
,盗版盗到枪口上了
) P8 K8 T+ n( B7 d嘿嘿
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发表于 2008-4-22 17:32 | 只看该作者
原帖由 xiaopengzi2001 于 2008-4-19 10:51 发表
3 x, ^5 `$ \/ f% B! f! ] ,盗版盗到枪口上了
4 W5 h0 q  k" g: L: L嘿嘿
6 k3 d7 C5 R6 }# E7 e) _# U
: e0 P! Q; ]: `- }
只要有利于大家学习提高,我们都支持。/ K: I, ]$ h0 c1 S7 M8 U: Q
中国人面还不富裕,没办法,很多东西都要盗版

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发表于 2008-6-14 16:51 | 只看该作者
反过来想想,能被引用也是一件好事!
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