跨分割换层是否是YES——设计先生之回流设计系列（4）

在PCB设计实际运用中，控制电源噪声的关键就是降低电源回路的阻抗。本节让我们来探讨下我们设计中经常遇到的麻烦问题，这种问题往往带来的就是大量工作量的修改，我们跨分割是否允许，信号换层是否能够接受以及如何改善它们？

承前：电源噪声是由电流回路阻抗和瞬态电流共同作用引起的。在PCB设计实际运用中，控制电源噪声的关键就是降低电源回路的阻抗。所以我们在设计过程中一定要关注电源隐藏的回路。

本节：让我们来探讨下我们设计中经常遇到的麻烦问题，这种问题往往带来的就是大量工作量的修改，我们跨分割是否允许，信号换层是否能够接受以及如何改善它们？设计到后期阶段如果出现了重要信号跨分割，那肯定就要修改优化，如果项目密度稍微大点，我们就得整上个以天来计算的改动。在避免发生这个的时候，我们得先来分析why?同样的对于信号换层，换到哪层更好也来分析下。设计到后期阶段如果出现了重要信号跨分割，那肯定就要修改优化，如果项目密度稍微大点，我们就得整上个以天来计算的改动。在避免发生这个的时候，我们得先来分析why?同样的对于信号换层，换到哪层更好也来分析下。

跨分割

话说不能脚踏两只船，那在PCB设计中该如何了？跨分割到底是怎么一回事，与返回路径有关吗？有什么坏处？a,我们设计时在参考平面跨了分割（以跨同一平面来解释，如完整的地平面有一条间隙），，这使得返回路径被迫绕道而行，返回路径与信号路径之间的阻抗将会比之前的加大，从而造成返回路径上阻抗的不连续。（当到参考平面的环路面积增大的时候，阻抗变大）。b,我们从不同信号返回路径重叠的情况分析，信号返回路径上是会有串扰。由于这个间隙的存在，许多与之信号路径平行的其他信号，返回时阻抗最小的路径都是在这个间隙段，使这里成为串扰的集中点。电流的交叠是不会有串扰的，串扰来自由于信号路径与返回路径包成的面积增加，而形成了一个近场耦合器类似的东西。c,我们从EMI角度上看，我们知道当回流信号遇到不连续处时，这个不连续处就会形成一个回路，而回路面积和EMI有关，这就造成了一个本不存在的EMI问题，建议改为EMC。

信号换层

信号换层无法避免，那换层时回流路径怎么破？

a,信号换层时，最好不要改变参考层。在这种情况下，返回路径无需换层，即信号的换层对其返回路径没有影响。b,信号换层时，最好不要改变参考层的网络属性。虽然参考层发生了改变，但如果同为GND或电源属性，可利用附近的GND或电源的过孔实现返回路径的通路（这个也正是说明了换层处加地孔的原因）虽然这个过程发生了阻抗的变化，但由于过孔的尺寸较小，容性、感性寄生部分较低，过孔本身产生的阻抗变化可以忽略，因此对返回路径的影响不大。如果网络属性发生了改变，，返回路径就只能借助平面耦合电容或单板上的电源耦合电容，且两参考层之间存在层间阻抗。同时会不可避免的产生一些压降，信号发生畸变。注意：在信号过孔附近增加的同属性的过孔，一般要求该过孔与信号过孔的距离不要太远，50mil以内是比较合适的。同时当很多信号换层时，主要添加多一些过孔，这些过孔同时不应太近，避免信号回路上产生串扰。

c,如果换层前后两参考层网络属性不同，那就只能尽量要求两参考层相距较近，以减少层间阻抗和返回路径上的压降了。对于设计者来说，当然是以不跨分割，不换层为最好的。