高速電路之信號回流路徑分析
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3．4 不完整的參考層對信號的影響
理想的參考層應(yīng)該為其鄰近信號層上的信號路徑提供完美的返回路徑，理想的參考層應(yīng)該是一個完整的實體平面。但實際系統(tǒng)中，并不存在這樣的實體平面，比如一個參考平面可能被分配給多個電源網(wǎng)絡(luò)，那么實心板就被撕裂成幾個小的部分。類似這種參考平面遭到破壞的情況下，如果鄰近的信號層上的信號跨越分割實體的縫隙，則信號返回路徑就會繞過參考平面上的縫隙，將帶來很多問題。如圖5所示，信號線跨越參考平面上的縫隙，其返回電流將會繞過縫隙，形成一個大的電流環(huán)路，因有縫隙存在，使信號返回路徑和信號路徑之間的距離發(fā)生變化，將導(dǎo)致信號走線的阻抗突變，引起信號來回的反射，如圖6所示，信號邊沿出現(xiàn)過沖現(xiàn)象，形成振鈴信號，信號質(zhì)量嚴(yán)重降低；過沖現(xiàn)象豐富了諧波頻率的能量，使得RF輻射增大。本文引用地址：http://www.ex-cimer.com/article/175849.htm
綜上所述，對信號回流路徑的規(guī)劃和對信號線的規(guī)劃同等重要，這兩者之間的關(guān)系對信號完整性和電磁兼容性起著至關(guān)重要的作用。
4 結(jié)語
在低速網(wǎng)絡(luò)中，之所以不考慮信號返回路徑，就是認(rèn)為所有的電流都將匯合到“地”這個無窮大的容器。認(rèn)為“地”就是一個等勢體，因此不關(guān)心其中的電流流動。在高頻時，這就是一個錯誤的觀點。因此將地線嚴(yán)格的定義為：“信號流回源的低阻抗路徑”。該定義突出了電流的流動，當(dāng)電流流過有限阻抗時，必然導(dǎo)致電壓降，從而反映實際地線上的電位情況。因此在設(shè)計高速電路的過程中，要丟掉“地”的概念，像對待信號路徑一樣對待返回路徑。
對于高速信號而言，將沒有“地”這一說法。要實現(xiàn)高速信號傳輸，就必須要有信號路徑和信號返回路徑，而信號的返回電流總是尋找阻抗值最低的路徑返回，而在PCB上的返回路徑就是參考平面或信號路徑周圍的其他導(dǎo)體，若是沒有很好的返回路徑，那么自由空間就成為了信號的返回路徑，這就帶來了嚴(yán)重的EMC問題。信號返回路徑與信號線阻抗存在直接關(guān)系，因此信號返回路徑的不確定性可能會導(dǎo)致信號線阻抗突變，引起信號線上信號的來回反射，使信號形成振鈴，嚴(yán)重降低信號的質(zhì)量，造成信號失真、時序錯亂等嚴(yán)重的問題，加深RF輻射，降低電路抗干擾能力等。因此要提高信號的質(zhì)量和減小RF輻射，提高電路抗干擾能力，其中之一的解決辦法就是，控制信號的回流路徑，使其盡量的平行且靠近信號線，一般都是提供一個相對完整的參考層。
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