Плохо ли запускать трассировки непосредственно друг над другом на отдельных слоях?

Единственный ответ на фактический вопрос в заголовке: Может быть

Это плохо? Не обязательно, но между ними будет как емкостная, так и индуктивная связь . Сколько полностью зависит от общей длины, размера и расстояния между дорожками.

Если предположить, что это, например, цифровые сигналы от микроконтроллера на низких скоростях, вряд ли это будет проблемой.

Быстрые сигналы и аналоговые сигналы - тогда вам нужно рассказать нам о специфике.

На высоких скоростях могут возникнуть перекрестные помехи. «Перекрёстные помехи» возникают, когда электрическое поле одного сигнала связывает сигнал с соседней трассой, которая имитирует исходный сигнал. Это может мешать прохождению сигнала по второй трассе и создавать ложные пересечения и другие помехи, которые заставляют приемник обнаруживать ошибочные данные. Лучший способ избежать этого — проложить дорожки в противоположных направлениях (перпендикулярно) на соседних слоях или заземлить каждый слой. Эти методы минимизируют связь между двумя сигнальными трассами. Однако на более низких скоростях это, как правило, не будет проблемой.

Вот конкретный пример с пиковым сигналом 4 милливольта с импедансом источника 1 миллион Ом, управляющим аналого-цифровым преобразователем с входной емкостью 10 пФ. Источником помех являются часы MCU, расположенные на расстоянии 1 миллиметра от трассы сигнала.

С помехами [скриншот иллюстрирует этот случай] SNR составляет -22 дБ (этот мусор MCU в 12 раз сильнее, чем сигнал 4 милливольта. Чтобы вычислить это, проверяется кнопка «Горгульи», а также крайняя правая «I/C» проверяется, а затем нажимается кнопка «Обновить».

Без помех («Горгульи» отключены) SNR составляет +39 дБ (сигнал почти в 100 раз сильнее, чем ----- случайный тепловой шум ----- пол измерения.

Таким образом, присутствие помех Efield вызвало ---- в данном случае ---- изменение отношения сигнал-шум на 60 дБ или 1000:1.

а вот (можно редактировать; вы попали сюда, щелкнув OFF в режиме глобальной трассировки, а затем щелкнув «мастер трассировки») размеры трассы по умолчанию, используемые в качестве уязвимой трассы сигнала, жертвы внедрения мусора Efield, смоделированные в этом версия в виде емкостной связи с параллельными пластинами.

Как работает обозреватель SignalChain? При моделировании сигнальной цепочки инструмент имеет доступ к СОПРОТИВЛЕНИЮ УЗЛА; когда ток (ток смещения, поступающий из-за емкостной помехи) входит в какой-либо узел, напряжение ошибки равно просто Current * Node_Impedance.

В этом примере сигнальная цепочка имеет только 1 узел, доступный для реагирования на помехи: точка соединения между выходом датчика и входом АЦП. Источником помех Efield по умолчанию является тактовый сигнал MCU, установленный по умолчанию на расстоянии 1 мм от трассы сигнала, с тактовой частотой 100 МГц и пиковым напряжением 2,5 В.

Датчик имеет Zвых 1Млн Ом. АЦП имеет Rin 100 Ом и 10 пФ, постоянную времени 1 нс и F3dB 160 МГц; Энергия тактовых импульсов MCU поступает в АЦП, ослабляемая только емкостным разделением двух последовательных конденсаторов: 1) модель связи с параллельными пластинами, используемая между двумя дорожками (дорожка MCU и дорожка сигнальной цепи) 2) доминирующая емкость узла на 10 пФ конденсатора дискретизации АЦП.

Запуск трассировки на двух отдельных слоях может быть плохим , поскольку вы вносите паразитную емкость между слоями.

Источник: ЭДН

Вы можете рассчитать емкость, найдя площадь пересечения между дорожками и высоту между ними, а также относительную электрическую проницаемость.$\epsilon_r$что составляет около 4,4 для материала печатной платы fr4:

Источник: эталонный дизайнер.

Обычно это приводит к тому, что емкость составляет несколько пФ. Если это слишком большая емкость между цепями, запустите трассировку на разных слоях ИЛИ используйте другой стек слоев, чтобы обеспечить наличие заземляющего слоя между сигнальными слоями .

Так что решите, будет ли емкость в несколько пФ вредна для вашей конструкции, обычно это относится только к высокоскоростным конструкциям, другой способ избежать этого - иметь такой стек (для четырехслойной конструкции):

Сигнал
GND
ПИТАНИЕ
Сигнал