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[仿真讨论] 【探讨】带状线的参考平面被分割以后对于阻抗的影响

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发表于 2011-5-18 09:57 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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x
对于一根带状线,如果其中的一个参考平面不是完整的平面且该带状线跨分割线,那么该跨分割的情形对阻抗有没有影响?如果有,那么影响程度有多大?因为我们在进行阻抗控制,用软件算线宽及线间距的时候并没有考虑分割线的影响。' ^7 h9 o! F- C4 K
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 楼主| 发表于 2011-5-18 09:59 | 只看该作者
英文的都写好了,准备问SI-list上的一些大牛们,但又怕自己对阻抗的认知不够深刻,邮件发出去会被笑话,现在这里问下了。。

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发表于 2011-5-18 10:51 | 只看该作者
本帖最后由 shark4685 于 2011-5-18 11:44 编辑
+ y8 g: J4 k' z: g" L5 b
* I& }) `) b/ r; i跨分割影响从大的来说分为2个方面:
8 E; f' D7 N% k! |3 o/ {" t& P# J
1.信号完整性和电源完整性方面的影响; X& k' M0 u5 ]$ j6 e( R; W
   如你所说,会造成阻抗不连续,会产生反射,造成信号质量的问题.' W  p. L3 s0 [' _
9 |7 v+ `& }4 K
9 X: i/ ]" c& E& F6 F4 g2 A
  跨了分割还会,产生很多个谐振点,特别是在某个频点,如果信号的频率和6 f) W  J2 C" P  L" C: r: T' k
平面谐振,将会带来很大的电源完整性问题; a6 O5 B1 d/ b5 k) Q3 `6 d  `
3 S1 E/ E/ |: l

3 M3 u0 Z/ h1 K# z+ @$ ~0 e
, s3 `8 B. ?* t1 M: x0 Z9 r2.emc方面的影响; a' o" G0 ~  z
  跨分割造成回流路径断裂,会在平面上形成电流环,导致EMI的辐射问题.4 B0 {7 J6 u5 Z$ H- @

' v5 _" W! G; w: i3 S: C

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发表于 2011-5-18 10:53 | 只看该作者
所以我们一般能不跨分割,那就尽量不要跨分割!

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 楼主| 发表于 2011-5-18 11:01 | 只看该作者
回复 shark4685 的帖子
3 c) `  N+ M  p# O, T4 V% a; s* g2 ~- d0 ^
你没明白我的意思,不跨分割的道理都懂,而且我所的那种情况并不是你所说的那种跨分割。
% ^& g; V' y7 w7 {* o4 q; R3 y8 M6 Q5 C2 s: W
我的意思是,其中一个平面被跨分割对于带状线的阻抗影响。所谓带状线,那必定有2个参考平面,其中的一个平面被跨分割了,但它还有一个完整的平面作为回流路径,我认为这种情况不能算作跨分割吧。我只是就这种单边的跨分割问问阻抗与2边都是完整的有什么区别。8 A; X3 {% ]" m3 R" Z

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发表于 2011-5-18 11:06 | 只看该作者
本帖最后由 shark4685 于 2011-5-18 11:14 编辑
2 X* |1 V( s5 i7 t/ [7 ~' h
. J$ u9 I4 P/ r: T7 U: Z上面的图就是验证的带状线的!如你所说:2个参考平面,一个完整,一个跨分割,而且这个分割,还分了是否是同一个网络!! _8 z) ?& z9 i! k& P: X9 J
写出结论前没说清楚,不好意思!% f) `  a6 v& V# f
+ q% S% _4 @: x6 W2 R, x
  f% i" g- t, T/ q0 }

; s+ |! N2 t5 \: I9 y5 X5 P4 F0 X
' C, [* j% r* ~" z7 l2 K: t

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发表于 2011-5-18 11:32 | 只看该作者
本帖最后由 旅客 于 2011-5-19 08:53 编辑
) T" L7 {0 h6 e+ ~$ G
# A  V$ R" P# J$ F; d我觉得还看具体情况,如果信号线到非完整平面的间距大于(最好远大于)完整平面的间距,那跨分割的对阻抗的影响就小很多。
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 楼主| 发表于 2011-5-18 11:37 | 只看该作者
回复 shark4685 的帖子
4 Z  V5 _: e# s+ O8 Z* p  H: g
" @: d4 M8 P4 v/ f" P6 t嗯,感谢shark4685版主的热心解释和仿真支持,赞!9 J5 z" Y. y9 B! l/ Q

# l7 w6 W4 B) k1 r3 r
0 g! Z( G8 K6 k* w7 U1 i现就你的仿真结果做一点我的分析:' T, o4 _- J# {' r0 a# B* Y/ G) p
1.衰减:" [- q. g. E; v$ V! _5 w
        直到3.6GHz才到-1db(个别谐振极点先忽略),到8GHz才会衰减到-3db,图中可以看到两边都分割且没有电阻的谐振极点很明显,有一个频点是在1G以下的,单板信号的频谱只要到了这个地方就一定会有问题4 H" d0 Q, @. O9 E5 I) M
/ N6 s, j. F' c* j* g; G7 A( T
2.单边分割与无分隔的区别:
9 m* a. l2 @+ H) n( W        可以看到两个图中的区别都不是很明显,上面一个时域中的图的振铃很明显的是两边都分割的,而其余两个波形都很接近很平坦。然后频域中的S参数,我的理解是对比绿线和蓝线,区别也不是很大。
. }8 j+ {2 R; `. y+ Z6 M# B2 n' n! `' I$ R8 H! L5 B
3.我的结论,从信号质量上看,单边跨分割的影响因该是比较小的,在1GHz以下应该说是几乎一样的。(如果你的仿真是可以足够信赖的话)1 J+ e' ?, H9 I) ~1 W

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 楼主| 发表于 2011-5-18 11:41 | 只看该作者
本帖最后由 niuwa 于 2011-5-18 11:42 编辑
$ A2 y9 f' q7 Z$ H
* c2 ?) I+ e1 C' c6 [回复 旅客 的帖子
! M9 a$ Z! {8 y, i3 K# C$ {. ?& O: B* A; N6 x0 h& b
嗯,这个知道,信号的阻抗参考和回流都是优先选取最短路径。我发这篇帖子的目的就是要探讨:在两个参考平面与带状线间距差不多的情况下,单边分割到底有多大的影响。. ]. s! s$ }( T3 s) I( b' [! E

, b0 }6 |6 z6 f因为这几天没什么大的设计,将之前做的一块大板打开随便看看,共16层,几乎没有哪个层的信号做到了带状线两边都是完整平面的,又都是有阻抗要求的信号线,故有点疑问。
7 b" U& t8 E) ^- [! y

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发表于 2011-5-18 12:02 | 只看该作者
本帖最后由 shark4685 于 2011-5-18 12:06 编辑
; }1 I% ?+ n3 U/ F9 c  [* N5 s* J3 N' Y& J" f" }& E  G
也是巧合,恰好这段时间也在研究跨分割,本想得到一个很好的(跨分割严重影响信号质量)答案,6 B. D" J" j+ R4 P# d
但实际上跨分割(少于2个,且有另外个参考平面)对信号得影响并没有我们想象得那么大,特别不是在特别高速的情况下.
/ \' y; _- J; D) |+ S最大的影响估计是在PI跟EMC方面.可能让设计者不能接受.% F2 B1 \4 z- \' ]  }6 [
9 l+ h( C+ F# Q/ x; t: |. f; b, k9 e
继续分享下完全跨分割(没有另外的参考层),我们得到得结果:# A& ~3 x% ~3 F' j& m* ^& b

( h! a0 N, K' Z( g
4 K9 v. ?4 T3 M3 D/ E/ | , V) T0 J- M3 f; r: r* V
- z0 Z7 ]% J. q

1 i# K+ }3 ?  M( `    平面完全隔开后输出波形没有直流电位,即相当传输线中串联AC耦合电容的效果
6 V$ {7 y/ S! ], ]! M; ~      这个可能我们平时得设计要特别注意.

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发表于 2011-5-18 22:11 | 只看该作者
回复 旅客 的帖子. ^" d. u$ r% Y6 J* W

" Y7 Q/ b' w- N: x0 z5 e& f4 J8 q哥们,你口误说反了...
不問可不可行,而問如果一定要做,該怎麼做

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发表于 2011-5-18 23:29 | 只看该作者
请问一下 版主主是不是用 SIMAVE做的参数提取?  那时域分析是用的那个软件?
2 A3 A1 z! J% i! B对于楼主的这句话 有一点不解
0 ?5 C% R) h; m$ V) }7 M平面完全隔开后输出波形没有直流电位,即相当传输线中串联AC耦合电容的效果
8 B+ R8 d9 U" ~& b  {平面完全隔开:是指的 PCB上的全部平面吗  还是只是相邻的?# }( b% t5 H7 R' m/ p8 t- K
另外,如果版主真是用的SIWAVE提取的 S参数,之后再做时域仿真的话
- z# R' R1 ?8 o) a那么 这种情况下用SIWAVE提取的这个 参数就是不准确的 版主是用的HFSS
# b! D6 R% u) G还请楼主指教!!

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发表于 2011-5-19 08:54 | 只看该作者
回复 袁荣盛 的帖子) H1 {0 n4 Z4 }- D$ O* B

3 _3 o9 v- a9 H' `7 m& Q/ s改过来了,多谢提醒.
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发表于 2011-5-19 09:39 | 只看该作者
回复 lijun_0605 的帖子
! \* B2 j" Y( r6 t' ^- g" m) {* Y5 V2 Z
请问为什么siwave在这种情况下提的S参数不准确呢?  W% q( I+ @' ^: Y, _

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发表于 2011-5-19 12:23 | 只看该作者
时域分析工具是Hspice,选取了一个谐振点的频率,模拟最坏的情况..: j; C+ _0 y  _. O2 V& ~0 ]
平面层隔开是指上下两个平面同时跨割断分割...这种情况在设计中比较少见...
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