屏蔽地線對阻抗的影響

在PCB設計中，經(jīng)常會對時鐘，關鍵信號等包地處理，但是，你真的會包嗎？

在實際的設計中，經(jīng)常在關鍵的信號線兩邊各加一條地線。目的在于提供一個低電感的地回路，從而減少相鄰線之間的串擾與傳導、輻射的影響。但增加了地線的同時，也改變了信號的電磁場分布，降低了信號線的阻抗。

地線與信號線之間的距離對信號阻抗的影響

為了研究屏蔽地線對信號的影響，我們設置了如下PCB走線結構。該結構為標準的對稱帶狀線，信號+，信號-為差分線的正負走線，兩邊為包地線，現(xiàn)固定信號走線的線寬為8mil，正負信號之間的間距為8mil，兩個地板之間的間距為12.5mil或51.18mil。PCB結構圖如下：

當兩地板間距=12.50mil時，阻抗隨地線到信號線之間的間距變化的情況如下圖：

當兩地板間距=27.36mil時，阻抗隨著地線到信號線之間的間距變化的情況如下表：

當兩地板間距=50mil時，阻抗隨著地線到信號線之間的間距變化的情況如下表：

由上面的變化曲線可以得到：

1、???????? 隨著地線到信號線的距離的增大，地線對信號線阻抗的影響逐漸減弱。

2、???????? 當兩地板之間的間距為10mil時，隨著地線到信號的間距從4mil變化到26mil，信號線阻抗基本上沒有變化；當兩地板之間的間距為27mil時，隨之地線到信號的間距從4mil變化到26mil，信號線阻抗從48歐姆變化到54歐姆；當兩地板之間的間距為50mil時，隨之地線到信號的間距從4mil變化到26mil，信號線的阻抗從55歐姆變化到70歐姆。所以，地線對信號線阻抗的影響隨之兩個地板之間的間距的增大而增強。這是由于隨之信號線到地板距離的增大，信號線到地板的耦合逐漸減弱，到地線的耦合逐漸增強造成的。

屏蔽地線線寬對阻抗的影響

為了研究屏蔽地線的線寬對信號走線阻抗的影響，我沒設置以下結構：固定信號走線的線寬為8mil，差分信號走線的間距為8mil，兩地板之間的間距為27.38mil。地線到信號之間的間距為6mil或12mil。

從上面兩組變化趨勢以XTK仿真軟件計算可以得到以下結論：

A、????????? 屏蔽地線的線寬對信號的阻抗影響不是單調的，且對信號的影響較弱。隨著屏蔽地線線寬從4mil變化到無窮大，相應的阻抗變化只是在一個歐姆內擺動。所以在進行PCB設計時，為了節(jié)省布線空間，可以用較細的地線作為屏蔽。

B、????????? 當?shù)鼐€到信號的間距為6mil時，單線阻抗降低4個歐姆左右，差分阻抗降低5個歐姆左右。當?shù)鼐€到信號的距離為12mil時，單線阻抗降低1個歐姆左右，差分阻抗也降低一個歐姆左右。所以包地線不能離屏蔽地線距離過近。

對于關鍵信號線與接口信號，可考慮用包地線屏蔽。