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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