HDMI 设计指南:HDTV接收机应用中高速PCB的成功设
5、在信号路径内一个接一个地放置一些无源组件,例如:源匹配电阻或 ac 耦合电容。与案例 b)相比,案例 a)中的布线的确引起了更宽的线迹间距,但是,由此产生的非连续性现象却被限定在了一个更短的电气长度内。
图9 各种非连续性
6、当在一个过孔周围,或一排过孔之间进行布线时,确保过孔间隙没有阻塞下方的接地层上的电流回路。
图10 避免出现过孔间隙
7、为了更好的阻抗匹配,在HDMI连接器焊盘下方,或焊盘之间避免使用金属层或线迹。否则可能会导致差动阻抗降至 75Ω 以下,并且在 TDR 测试期间烧坏你的电路板。
图11 各个层与边缘指针之间保持一定距离
8、尽可能使用尺寸最小的信号线过孔和HDMI连接器焊盘,因为其对 100 差动阻抗产生的影响较小。较大的过孔和焊盘可能会导致阻抗降至 85Ω以下。
9、使用坚实的电源层和接地层来实现 100Ω 阻抗控制,以及电源噪声最小化。
10、对于100差动阻抗而言,应尽可能采用最小的线迹间隔,您的PCB厂商一般都会对其做出规定。确保图 5 中几何结构为:s h、s W、W 2h 和 d > 2s。能使用一个 2D 场求解器更精确地确定线迹的几何结构就更好了。
11、尽可能的使HDMI连接器和器件之间的电气长度保持最短,从而使衰减最小化。
12、使用较好的 HDMI 连接器,其阻抗符合各项规格。
13、在靠近如稳压器,或为PCB提供电力的区域等电源处放置大型电容器(如 10 ¼F)。
14、在器件中放置 0.1 ¼F,或 0.01 ¼F 的较小型电容器。
参考层
高速PCB设计的电源层及接地层一般都必须满足种种要求。在 DC 及低频情况下,这些层必须为集成电路及端接电阻器的终端提供性能稳定的电压,如 Vcc 和接地电压等。
对于高频参考电路层,尤其接地层而言,需要满足更多的要求。就受控阻抗传输系统的设计而言,接地层应能实现与一个临近信号层差动线迹的电气耦合。正如此前提及一样,紧密耦合会使磁场消失,从而通过已减少的余下散射场的TEM波辐射将EMI最小化。为了实现紧密耦合,应在靠近一个高速信号层的地方放置接地层。
图12 微波传输带结构内的场偶合
尽管理论上差动信号发射不需要单独的电流回路,但是总有某一形式的共模噪声电流与最近的参考层(理论上一般指接地层)发生电容性耦合。
为这些电流提供一个连续的低阻抗回路要求参考层为坚实的铜片,密实无裂缝。
具有多个电源系统的层堆栈可以受益于由过孔组成的参考层。此处不同层面的接地层通过大量的过孔相连接,这些过孔以等距的间隔放置在整个电路板上。相类似的连接也适用于电源层。
对于连接的参考层而言,这一点是很重要的,即过孔间隙(或接地过孔情况下的反焊盘)不会干扰电流回路。在出现障碍物情况下,回流电流将会找到绕过障碍物的通道。但是,如果这样的话,电流的电磁场将很有可能干扰到出现串扰的其他信号线迹。此外,该障碍物将对通过其的线迹阻抗产生不利的影响。
图13 密实与槽形接地层上的电流回路
过孔
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