高速信號(hào)系列（六）高速信號(hào)輻射影響因素之回流路徑
01、多層板高速信號(hào)回流路徑設(shè)計(jì)
采用多層板設(shè)計(jì)時(shí)，通常會(huì)為差分信號(hào)提供完整的參考平面。有時(shí)，會(huì)因?yàn)樾盘?hào)密度，成本控制因素，差分信號(hào)存在換層的情況，如果差分信號(hào)換層后回流路徑設(shè)計(jì)不當(dāng)，同樣會(huì)造成嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
針對(duì)多層板高速信號(hào)回流路徑設(shè)計(jì)，建議遵循如下原則：
多層板設(shè)計(jì)時(shí)，差分信號(hào)兩側(cè)不做包地設(shè)計(jì)，但需保證每組差分信號(hào)之間，以及與其它信號(hào)布線(xiàn)間距保持3W設(shè)計(jì)原則，以鄰近層參考平面為回流路徑。
多層板設(shè)計(jì)時(shí)，差分信號(hào)布線(xiàn)由一個(gè)表層切換到另一個(gè)表層布線(xiàn)時(shí)，需關(guān)注回流路徑的切換且應(yīng)保障回流路徑的屬性不變。（即回流路徑在電源平面與地平面之間切換的情況應(yīng)給予避免）且需增加回流路徑換層伴隨過(guò)孔。
多層板設(shè)計(jì)時(shí)，差分信號(hào)應(yīng)保持在表層布線(xiàn)，避免由表層布線(xiàn)換層到內(nèi)層布線(xiàn)的情況，因?yàn)橛晌Ь€(xiàn)變成帶狀線(xiàn)阻抗控制需要調(diào)整，阻抗調(diào)整則意味著阻抗不連續(xù)。
多層板設(shè)計(jì)時(shí)，差分信號(hào)鄰近參考回流層應(yīng)保持完整，避免跨分隔情況，否則會(huì)增大回流面積，導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
多層板設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)避免差分信號(hào)的多次換層，減少阻抗不連續(xù)的影響。
02、雙層板高速信號(hào)回流路徑設(shè)計(jì)
采用雙層板設(shè)計(jì)時(shí)，回流路徑有兩種設(shè)計(jì)方式，且兩種設(shè)計(jì)方式的優(yōu)劣，前文已經(jīng)做了深入的分析。不管是采用單層布線(xiàn)另一層提供完整參考平面的設(shè)計(jì)方式，還是采用信號(hào)包地線(xiàn)提供回流路徑的設(shè)計(jì)方式，其回流路徑低阻抗設(shè)計(jì)難度都較大，下面就分別針對(duì)兩種情況分別討論。
2.1、單層布線(xiàn)另一層提供完整參考平面的設(shè)計(jì)方式：
采用單層布線(xiàn)另一層提供完整參考平面的設(shè)計(jì)方式時(shí)，PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如下：
差分信號(hào)兩側(cè)不做包地處理，不同組差分信號(hào)之間保持3W原則，與其它信號(hào)布線(xiàn)同樣需保持3W原則（或者增加地線(xiàn)隔離）。
整個(gè)差分信號(hào)線(xiàn)跡鄰近層都保持參考平面的完整性，防止參考平面跨分隔回流路徑面積增大，從而導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
2.2、采用信號(hào)包地線(xiàn)提供回流路徑的設(shè)計(jì)方式：
雙層板設(shè)計(jì)，差分信號(hào)回流路徑采用兩側(cè)包地線(xiàn)作為回流路徑的方式，在業(yè)界內(nèi)比較通用，PCB設(shè)計(jì)也相對(duì)靈活，隨之而來(lái)的是PCB設(shè)計(jì)問(wèn)題也較多，PCB設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)如下：
差分信號(hào)兩側(cè)包地線(xiàn)，在整個(gè)差分信號(hào)線(xiàn)跡長(zhǎng)度內(nèi)需保持完整，防止差分信號(hào)回流路徑不完整，導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
差分信號(hào)兩側(cè)包地線(xiàn)，需保持與參考地平面的等電位，防止因?yàn)榈仉娢徊町a(chǎn)生共模電流，導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
差分信號(hào)兩側(cè)包地線(xiàn)作為回流路徑，應(yīng)保持對(duì)稱(chēng)設(shè)計(jì)（線(xiàn)寬、過(guò)孔、完整性），以達(dá)到回流路徑磁場(chǎng)對(duì)消的目的，改善輻射問(wèn)題。
差分信號(hào)&兩側(cè)包地線(xiàn)相鄰層跨分隔時(shí)，應(yīng)盡量降低跨分隔的長(zhǎng)度；當(dāng)跨分隔長(zhǎng)度較長(zhǎng)時(shí)應(yīng)分段跨分隔，避免兩側(cè)包地線(xiàn)應(yīng)跨分隔太長(zhǎng)，無(wú)法與參考地平面等電位，產(chǎn)生共模電流，導(dǎo)致嚴(yán)重的輻射問(wèn)題。
對(duì)于BGA封裝設(shè)計(jì)的芯片，部分芯片差分信號(hào)兩側(cè)的包地線(xiàn)可以直接連接芯片接地引腳，構(gòu)成完整的回流路徑；而部分芯片差分信號(hào)兩側(cè)的包地線(xiàn)在靠近芯片引腳處，需要換層到底層回流到芯片的參考地平面，此時(shí)需保障包地線(xiàn)過(guò)孔到的底層參考平面能夠低阻抗的回流到芯片參考地平面。
差分信號(hào)&兩側(cè)包地線(xiàn)相鄰層跨分隔時(shí)，跨分隔后兩側(cè)包地線(xiàn)回流到芯片參考地平面的路徑要保持低阻抗，且回流路徑面積最小化。
