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技術(shù)專題
帶狀線傳輸線的路由基礎(chǔ)
隨著印刷電路板中使用的處理器技術(shù)的不斷發(fā)展，對(duì)以越來(lái)越快的速度進(jìn)行電路布線的需求也在不斷發(fā)展。隨著處理器的每次新迭代的引入，信號(hào)切換速度變得更快，這又需要更加謹(jǐn)慎地注意這些信號(hào)在PCB上的路由方式。由于該電路具有更高的時(shí)鐘速度和更短的轉(zhuǎn)換時(shí)間，因此許多過(guò)去無(wú)需考慮布線的連接現(xiàn)在都需要視為高速傳輸線。
為了通過(guò)高速開關(guān)正確導(dǎo)通這些傳輸線，需要仔細(xì)控制PCB中的走線布線。這就要求穿過(guò)電路板的傳輸線的結(jié)構(gòu)必須非常一致，以防止信號(hào)的任何部分被反射。這些信號(hào)反射會(huì)在線路上引起噪聲，并最終降低電路性能。為防止出現(xiàn)此類問(wèn)題，需要為PCB中的帶狀線傳輸線路由設(shè)置板層堆疊和路由規(guī)則，我們將在此處進(jìn)行更詳細(xì)的探討。
帶狀線布線是電路板層配置，它允許將內(nèi)部走線布線層夾在兩個(gè)接地層之間。通過(guò)仔細(xì)控制布線層和平面層之間的絕緣材料的厚度和介電常數(shù)（Dk），您可以創(chuàng)建具有特定寬度和銅重量的走線，并以特定的阻抗工作。這被稱為受控阻抗路由，在PCB上對(duì)傳輸線進(jìn)行路由以消除任何信號(hào)反射時(shí)通常需要這樣做。
傳輸線布線的另一種配置稱為微帶，它與帶狀線布線相似，不同之處在于微帶在板的外層布線。采用這種配置，在表面布線層下方僅存在一個(gè)參考平面和絕緣電介質(zhì)。如果沒有帶狀線上方和下方的布線數(shù)量相同的屏蔽層，則微帶不會(huì)提供相同級(jí)別的隔離。另外，由于空氣的Dk值，跡線暴露而不是夾在平面之間會(huì)改變阻抗計(jì)算。這就是為什么微帶路由通常比帶狀線要寬的原因。
但是，由于帶狀線布線在電介質(zhì)層和平面層之間很好地隔離，因此傳輸線的輻射能量不如微帶線那樣。這允許更小和更緊密地布線。此外，帶狀線配置還提供了更多保護(hù)，使其免受可能產(chǎn)生干擾的傳入攻擊者信號(hào)的侵害。接下來(lái)，我們將研究帶狀線傳輸線路由的四個(gè)基本步驟。
組件下方的PCB布線
成功路由帶狀線傳輸線需要考慮四個(gè)基本步驟：
層堆疊：使用帶狀線配置來(lái)路由傳輸線始于創(chuàng)建板層堆疊。不僅需要指定兩個(gè)接地平面之間的專用布線層，而且還必須計(jì)劃介電材料及其寬度。這對(duì)于下一步很重要。
阻抗計(jì)算：PCB布局團(tuán)隊(duì)將需要板層堆疊信息，以便正確計(jì)算受控阻抗線的布線寬度。通過(guò)插入將要使用的板材及其寬度，計(jì)算器將能夠確定目標(biāo)阻抗值的正確走線寬度。
布線：傳輸線需要與其他類型的信號(hào)布線隔離，因此請(qǐng)確保設(shè)置您的設(shè)計(jì)規(guī)則，以使這些線有足夠的間隙。其他信號(hào)可以使用同一層，它們只需要避開高速傳輸線，以保持這些線的信號(hào)完整性。
接地層：布設(shè)傳輸線時(shí)，請(qǐng)確保不要布設(shè)在接地層的中斷處。傳輸線需要不間斷的平面層，以提供干凈，直接的信號(hào)返回路徑。由于分裂的平面，切口或什至大量的過(guò)孔而導(dǎo)致的平面層中的任何中斷，都會(huì)導(dǎo)致返回信號(hào)在平面周圍徘徊，從而在產(chǎn)生噪聲時(shí)產(chǎn)生噪聲。
此時(shí)，您就可以開始路由帶狀線傳輸線了。根據(jù)需要，也可以使用不同類型的帶狀線路由配置。在某些情況下，可能需要將布線在參考平面之間偏移或與另一個(gè)信號(hào)耦合在一起。您可以在下圖中看到一些示例。
帶狀線布線結(jié)構(gòu)的一些示例
下一個(gè)問(wèn)題是，您的PCB設(shè)計(jì)工具如何幫助您進(jìn)行帶狀線傳輸線布線？從直接與制造商合作以導(dǎo)入板層堆疊信息的能力開始，有許多PCB設(shè)計(jì)工具功能將非常有用。通過(guò)使用IPC 2581數(shù)據(jù)格式，您的制造商可以向您發(fā)送其首選的層堆疊以及材料，寬度和層配置。然后，您可以使用相同的協(xié)議將完成的電路板文件發(fā)回以進(jìn)行制造和組裝。內(nèi)置于設(shè)計(jì)工具中的阻抗計(jì)算器，以及用于布線和接地平面創(chuàng)建的設(shè)計(jì)規(guī)則和高級(jí)編輯功能，也會(huì)很有幫助。