Изменение разрыва трассы дифференциальной пары: внезапное или постепенное

Я заканчиваю трассировку для восемнадцатислойной платы, которая требует много-много дорожек дифференциальных пар для работы на скоростях до 16 Гбит/с. (Для справки: импеданс 100 Ом, сердечники Isola I-Speed ​​и препрег.) Эти дорожки исходят от MPSoC (BGA) с парами TX/RX с импедансом 100 Ом. Все переходы должны быть сквозными.

Мои конструктивные ограничения ограничивают меня примерно 3 милами зазора трассы при трассировке в MPSoC из-за сквозных переходных отверстий, а затем увеличиваются примерно до 6 мил, когда зазор трассы больше не ограничен в MPSoC.

Я не могу решить, должны ли мои пары дифференциальных следов распространяться внезапно или постепенно. Я читал, что в высокоскоростных конструкциях ширина дорожки (не зазор дорожки) будет постепенно расширяться прямо перед контактной площадкой до ширины контактной площадки, чтобы свести к минимуму внезапное изменение импеданса, подобное эффекту слезы. Хотя использование этого понятия и расширение его до разрыва трассы кажется логичным, возникает два вопроса:

  1. Это рассуждение вообще верно? Специально неназванная оценочная плата с парами трасс, работающими с гораздо более высокой пропускной способностью, чем моя (см. Ниже), использует «внезапное» изменение зазора, независимо от того, являются ли пары трасс A) «обычными» высокоскоростными с изгибами 45° или B ) "супер-пупер" высокая скорость и требующие кривых трасс.

  2. Какая длина пары дифференциальных следов слишком велика, чтобы изменить зазор? Если мои рассуждения верны, максимальной длины «изменения зазора» не существует, но интуитивно это кажется неправильным.

Вот пример из вышеупомянутой eval board, где внезапные изменения пробелов в трассировке обведены красным.

введите описание изображения здесь

Вот пример моей доски с внезапными изменениями, отмеченными синим цветом, и постепенными изменениями, отмеченными зеленым.

введите описание изображения здесь

Может ли кто-нибудь посоветовать лучшую стратегию для этой ситуации и объяснить, почему либо внезапное изменение зазора (следовательно, импеданса), либо постепенное изменение зазора (импеданса) работает лучше?

Я предполагаю, что сужение дорожек будет иметь меньшее несоответствие, но почему бы не направить все сигналы в соответствии с вашим ограничением в 3 мила?
@ZelmaB Потому что мне нужен зазор в 6 мил, чтобы соответствовать ограничению импеданса 100 Ом.

Ответы (2)

Сначала несколько вещей:

  • Когда вы меняете зазор, вы также должны изменить ширину дорожки, чтобы получить тот же импеданс.
  • Я полагаю, что постепенная регулировка была бы идеальной, но для каждой точки в этой переходной области ширина трассы и зазор должны быть такими, чтобы импеданс был в порядке. Это приведет не к прямому веерному рисунку, а к сложным изогнутым узорам.
  • Если вы не хотите должным образом проектировать этот длинный шаблон перехода, который везде имеет правильный импеданс, следующим лучшим решением будет прямой переход от старой ширины и зазора к новой ширине и зазору, что приведет к приблизительно постоянному импедансу. Длина несоответствия импеданса будет очень короткой и не будет сильно сдерживать распространение волны.

Может ли кто-нибудь посоветовать лучшую стратегию для этой ситуации и объяснить, почему либо внезапное изменение зазора (следовательно, импеданса), либо постепенное изменение зазора (импеданса) работает лучше?

При правильном подходе импеданс не изменится . Обратите внимание, как они сужают ширину трассы на оценочной доске при переходе от двух одиночных линий к узкой разностной паре. Это делается для того, чтобы получить одинаковый импеданс до и после изменения. У них не было мотивации разрабатывать постепенные изменения, как объяснялось выше. Поэтому они пошли на внезапное изменение шага. Судя по всему, это достаточно хорошо в этом приложении.

Я боюсь, что первоначальный зазор в 3 мила под BGA требует либо регулировки стека, либо регулировки ширины дорожки, которой у нас просто нет :/ Но ваш совет на самом деле побудил меня вернуться к чертежной доске. Я могу справиться с дорожками шириной 3 мила с зазором 6 мил, если позволю, чтобы расстояние между дорожкой и переходным отверстием было меньше, а именно 7,5 мил. (Переходные отверстия имеют диаметр отверстия 8 мил и диаметр покрытия [включая диаметр отверстия] 12 мил.) Как вы думаете, эти мультигигабитные дорожки, находящиеся всего в 7,5 милах от переходных отверстий (в отличие от примерно 9 милов сейчас), создадут не- незначительные помехи?
@wisner Я не могу полностью следовать tbh. если вы установите для разностной пары наименьшие размеры, разрешенные вашими правилами проектирования, это даст вам максимальный зазор до переходных отверстий. Зазор должен быть не менее 2 ширин дорожки IMO. Если это невозможно, следует провести только одну трассу между переходными отверстиями и вторую трассу через другой зазор. За пределами виа-леса идите шире к чему-то, что обещает хорошие урожаи. Извините, если я не ответил на ваш вопрос.
Суть моего вопроса заключалась в том, что если бы расстояние между переходным кольцом и дорожкой было изменено с 9 до 7,5 мил, как вы думаете, это создало бы много помех на высоких скоростях?
@wisner Зависит также от толщины диэлектрика. При диэлектрике 4 мил зазор в 7,5 мил (во время короткого участка дорожки), вероятно, допустим. При большей толщине диэлектрика требуется больший зазор. Но также важно, чтобы близость была короткой. Ближайшие контакты компонентов также находятся близко друг к другу и не вызывают проблем. Так что я бы сказал, что зазор в 7,5 мил, вероятно, подойдет, особенно для толщины диэлектрика, если она составляет 4 мил и меньше.
Это лучшая новость, которую я слышал за всю неделю! Большое спасибо за совет, @tobalt <3

Скорее ссылка, чем ответ, но, согласно IPC-2223E (Стандарт секционного дизайна для гибких/жестко-гибких печатных плат)

«Шаг проводника для дифференциальных пар, используемых для контролируемого импеданса, должен оставаться постоянным по всей длине проводника, чтобы избежать нежелательного шума сигнала / несоответствия сигнала».

Я ожидаю, что это применимо в целом, а не просто является хорошей практикой для гибких жестких печатных плат.

Шаг проводника для дифференциальных пар

Спасибо. Я полагал, что должен был быть более конкретным. Зазор в 6 мил требуется для импеданса 100 Ом, но этот зазор в 6 мил не помещается под BGA. Поэтому я стараюсь использовать карту возможного зазора (3-4,5 мила) под BGA, а затем переходить на 6 мил после выхода из зоны BGA. Как вы думаете, в этом случае должна быть еще одна точка перехода 3 => 6 mil?
Изменение разрыва трассы дифференциальной пары: внезапное или постепенное
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v