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EDA365大咖直播--《用數據說話--HFSS仿真實操案例講解》
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[仿真討論] PCB走線的參考平面在哪?

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1#
發表于 2020-1-21 15:01 | 只看該作者 |只看大圖 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式

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很多人對于PCB走線的參考平面感到迷惑,經常有人問:對于內層走線,如果走線一側是VCC,另一側是GND,那么哪個是參考平面?
要弄清楚這個問題,必須對了解傳輸線的概念。我們知道,必須使用傳輸線來分析PCB上的信號傳輸,才能解釋高速電路中出現的各種現象。最簡單的傳輸線包括兩個基本要素:信號路徑、參考路徑(也稱為返回路徑)。信號在傳輸線上是以電磁波的形式傳輸的,傳輸線的兩個基本要素構成了電磁波傳輸的物理環境。從電磁波傳輸的角度來講,信號路徑和參考路徑一道構成了一個特殊物理結構,電磁波在這個結構中傳輸。從電流回路角度來講,信號路徑承載信號電流,參考路徑承載返回電流,因此參考路徑也稱為返回路徑。
對于PCB上的表層走線,走線和下面的平面層共同構成了電磁波傳輸的物理環境。這里,走線下面的平面到底是什么網絡屬性無所謂,VCC、GND、甚至是沒有網絡的孤立銅皮,都可以構成這樣的電磁波傳輸環境,關鍵在于下面的平面是導體,這就夠了。信號路徑是表層走線,所以下面的平面就是參考路徑。對于PCB上這一特殊結構,參考路徑是以平面的形式出現的,所以也叫參考平面。從電流回路的角度來說,參考平面承載著信號的返回電流,所以也叫返回平面。下面的圖顯示了表層走線的場分布和電流分布。這里參考平面的作用應該很清楚了:作為電磁波傳輸物理環境的一部分(從電磁波傳輸角度)、作為電流返回路徑(從電流回路角度)。
如果搞懂了上面的邏輯,那么內層走線的參考平面在哪就很清楚了,走線、上方平面、下方平面3者共同構成了電磁波傳輸的物理環境,所以上下兩個平面都是信號的參考路徑,也就是參考平面,從下面的場分布圖中可以很清楚的看到物理環境和場分布的關系。從構成電流回路的角度來看,下圖的電流分布圖也很清晰的顯示出返回電流的分布,如果兩個平面和走線之間的間距近似相等,那么兩個平面上的返回電流也近似相等,此時,兩個平面同樣重要。從這個角度也能很好的理解兩個平面都是參考平面。如果還是無法理解為什么兩個平面都是參考平面,不防好好看看下面的這個圖,無論從哪個方面來看,兩個平面是完全對稱的,為什么還糾結哪個是參考平面,如果一個是,那么另一個為什么不是?
理解參考平面的最直接的方法就是“構成電磁波傳輸的物理環境”。
看看感到困惑的結構,是否滿足這個條件?
很寬的無網絡孤立銅皮可以么?
當然導體必須是“平面形式”才能稱為“參考平面”,要不然何來平面之說!
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  • TA的每日心情
    奮斗
    2020-1-30 15:32
  • 簽到天數: 3 天

    [LV.2]偶爾看看I

    推薦
    發表于 2020-1-22 21:42 | 只看該作者
    優先低阻抗路徑!!!

    該用戶從未簽到

    推薦
    發表于 2020-1-22 11:10 | 只看該作者
    內層的相鄰平面都是參考平面,能滿足同時參考最好的,再有些情況下兩邊的參考平面距離不一樣,優先滿足離走線層較近的一面。

    該用戶從未簽到

    2#
    發表于 2020-1-21 15:14 | 只看該作者
    說了這么多還是不如找一個疊成結構舉例來說明下來的實在!

    該用戶從未簽到

    3#
    發表于 2020-1-21 19:23 | 只看該作者
    666666666666666666666

    該用戶從未簽到

    4#
    發表于 2020-1-22 01:14 | 只看該作者

    / b. E0 r: X* _, y+ J, C謝謝分享   

    該用戶從未簽到

    5#
    發表于 2020-1-22 09:20 | 只看該作者
    這是串擾的成因嗎
  • TA的每日心情
    開心
    2020-2-19 15:18
  • 簽到天數: 38 天

    [LV.5]常住居民I

    8#
    發表于 2020-1-25 11:22 | 只看該作者
    666666666666666666666

    該用戶從未簽到

    9#
    發表于 2020-1-27 10:38 | 只看該作者
    謝謝分享666
  • TA的每日心情
    開心
    2020-2-21 15:06
  • 簽到天數: 58 天

    [LV.5]常住居民I

    10#
    發表于 2020-1-27 12:24 | 只看該作者
    構成電磁波傳輸的物理環境,受教了,感謝樓主

    該用戶從未簽到

    11#
    發表于 2020-1-29 21:24 | 只看該作者
    至少有一個相鄰的平面作為參考平面

    該用戶從未簽到

    12#
    發表于 2020-1-30 21:38 | 只看該作者
    6666666666666666
  • TA的每日心情
    開心
    2020-1-31 15:51
  • 簽到天數: 1 天

    [LV.1]初來乍到

    13#
    發表于 2020-1-31 20:32 | 只看該作者
    感謝群主!電磁場的分布決定了臨近的平面都是可以作為感生電流回流路徑。

    該用戶從未簽到

    14#
    發表于 2020-2-17 14:58 | 只看該作者
    說的很好

    “來自電巢APP”

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