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凡亿专栏 | 高速数字:相邻层走线方向比间距更致命!
高速数字:相邻层走线方向比间距更致命!

谈串扰,所有人第一反应是拉大间距。但在高速数字电路中,相邻层走线的相对方向,对串扰的影响远超间距。这个被忽视的变量,才是真正的幕后推手。

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1、平行比正交多出多少串扰

2、当相邻层走线平行时,电场耦合面积最大,互感最强,近端串扰可达信号幅度的15%到20%。

而走线正交交叉时,耦合面积趋近于零,串扰直接降到2%以下。

同样3倍线宽间距,平行走线的串扰仍是正交走线的5到8倍。间距救不了平行的命。

2、为什么方向影响这么大?

串扰本质是电场和磁场的耦合。平行走线时,两条线之间的电场线几乎全部终止在对方导体上,耦合效率极高。

正交走线时,电场线主要终止在各自的参考平面上,线与线之间的耦合被大幅削弱。

这不是经验法则,是麦克斯韦方程组的直接结论。

3、实战中怎么做?

第一,相邻信号层必须正交布线。比如L1层走水平,L2层就走垂直,L3层再走水平,以此类推。这是最基本的层叠规划原则。

第二,时钟层和关键信号层优先安排正交。时钟是最强的干扰源,必须与其他层正交。

第三,间距和方向同时管。3W间距是底线,正交方向才是上限。两者缺一不可。


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