高速信號參考地平面和電源平面有啥區(qū)別

　　一切的經(jīng)驗(yàn)規(guī)則都是有前提條件的

　　|| 前言

　　一直流傳至今的高速信號走線建議參考地平面，不要參考電源平面!部分同學(xué)可能認(rèn)為實(shí)際layout中，電源平面容易分塊打斷不是一個完全完整的所以會差點(diǎn)。但是差多少，有多差，什么條件下開始差，什么條件下差的無法接受，比較差的條件下怎樣優(yōu)化，帶著這些靈魂拷問可能就懵逼了。

　　臥龍會關(guān)羽兄弟一直認(rèn)為，經(jīng)驗(yàn)法則都是有先決條件的，只有弄清這些先決條件，你才能有的放矢游刃有余。沒有前提的經(jīng)驗(yàn)法則要么是公理定律，要么卡住不放就是耍流氓。

　　所以盡管口口聲聲說參考地，但是實(shí)際產(chǎn)品參考電源的也有，貌似也沒有什么問題。所以可以找個理由安慰下自己，經(jīng)驗(yàn)過時了。那怎么辦了，審核人說你不能違反規(guī)則參考電源層，但是也拿不出數(shù)據(jù)講不出讓你信服的理由，逐漸就成了玄學(xué)。關(guān)羽兄弟這次就帶大家看看參考層不同，影響又是什么樣的。

　　相同疊層走線，相同數(shù)據(jù)速率及端接，不同參考層時域眼圖

　　相同疊層走線，相同頻點(diǎn)(3GHZ)，從地層看到回流。隨著頻率增高，在參考電源層的信號回流會逐漸從電源層耦合到地層形成明顯回流。

　　|| 正文

　　仿真驗(yàn)證

　　關(guān)羽兄弟一直認(rèn)為，少說多做。懷揣疑問那就干吧，單純的argument解決不了問題，只能徒增煩惱。客觀的數(shù)據(jù)才是冰冷的終結(jié)者。

　　直接在siwave中新建一個pcb疊層及走線

　　單板疊層

　　單板走線及參考層示意圖

　　AC Current做回流分析

　　為了對比差異，以下圖主要確認(rèn)參考電源層的底層走線對于地層影響，同時也可以看出隨著頻率不斷上升，回流逐漸集中在走線下方。

　　通過以上可以看出，底層走線(參考電源層)隨著頻率增加在地層回流逐漸明顯。

　　頂層與底層走線S參數(shù)插損對比

　　可以明顯看出參考電源層走線插損有明顯諧振，原創(chuàng)今日頭條：臥龍會IT技術(shù)

　　時域仿真

　　將提取S參數(shù)轉(zhuǎn)導(dǎo)入designer進(jìn)行時域仿真

　　通過不同數(shù)據(jù)速率進(jìn)行對比，確認(rèn)相同條件不同參考層走線時域波形差異

　　上面幾個圖比較可以看出在各個數(shù)據(jù)速率，參考地層時，信號眼圖更清晰一點(diǎn)，說明信號質(zhì)量更好一點(diǎn)，而且能看出參考地時，數(shù)據(jù)速率增加10倍，信號眼圖質(zhì)量相差不大。而參考電源層，數(shù)據(jù)速率增加10倍，眼圖眼線明顯變寬，眼睛明顯變小。

　　|| 總結(jié)

　　信號能否參考電源層，毫無疑問當(dāng)然肯定可以參考的。有大把的四層板，存在參考電源層的走線。

　　建議高速信號線參考地層，盡量減少參考電源層，并不代表不能參考電源層，只是說明在相同條件下，參考地層信號質(zhì)量要好于參考電源層。關(guān)羽兄弟認(rèn)為有時候夠用就行，有時候不夠用優(yōu)化下就夠用了，因?yàn)榇蟛糠之a(chǎn)品都有差錢的時候。