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TX、RX分層該如何出線?

微云疏影 ? 來源:一博科技 ? 作者:劉麗娟 ? 2022-04-11 15:03 ? 次閱讀

和大家討論了TX、RX為什么要分層,并拋出了一個具體的布線問題:BGA需要出4行線,2行TX、2行RX,但是分兩種BGA pin定義(如下圖所示),針對這兩種BGA pin定義我們該如何出線?

pYYBAGJT0uCAGxq_AACYeK5YcHc510.jpg

圖1

有同學已經知道要TX、RX分層出線以減小串擾。TX、RX分層的字面意思,就是TX、RX不同層。但是,是否只要不同層,你就真的達到了TX、RX分層的意義呢?比如下圖所示左邊的BGA pin排列,如果采用右邊的出線層安排,我們來看看layer3、layer5層的TX信號對layer8層的RX信號的串擾。

poYBAGJT0uCAToLiAACZ9k0NOPU842.jpg

圖 2

為了讓大家對layer3/5的TX走線與layer8的RX過孔的位置關系一目了然,我分別把俯視圖、側面圖展示出來:

pYYBAGJT0uGAOVT4AABBj4-6i6o812.jpg

poYBAGJT0uGAB7rRAABHc9LPIgA134.jpg

針對上圖所示的兩種出線方式,layer3、layer5層的TX對Layer8層的Rx信號,串擾量如下所示:

pYYBAGJT0uGAFEZNAABwPq8j6qM588.jpg

上面兩條串擾線,給我們展示了兩個東西:

1.TX、Rx分層沒分對,就跟沒分層一樣。比如TX出線在layer3,它在12.5GHz處,對RX@layer8的串擾達到-46.2dB,比上周說的TX、RX同層所產生的-47.3dB的串擾還大。

2.TX、Rx分層沒分對,TX、RX出線層離的越遠串擾越大。比如TX在12.5GHz處對RX@layer8的串擾,layer3的TX與layer5的TX多了10dB。

上周我們說TX、RX如果不分層,80mVpp Rx信號可能扛不住1200mVpp TX信號的“小拳拳”,現在TX、RX分層了,怎么串擾還這么大呢?這是因為1200mVpp TX雖然用小拳拳捶不著你了,但人家會用道具,改拿棍子懟你了。只要力道夠,照樣把你懟趴下,甚至比小拳拳捶的還疼。

想要徹底不挨揍,就得切斷TX信號的影響,簡單地說,就是主動遠離TX的控制范圍,站在小拳拳打不著、拿棍子也懟不著的距離外。那么TX手里的棍子是什么呢,有多長?——TX手里的棍子,就是過孔的銅柱;長度就是過孔的長度。

我們別辦法讓TX不拿棍子,但我們可以用菜刀把它的棍子切短。對過孔背鉆,就使得過孔的長度就變短,再讓RX信號站在過孔長度范圍以外。喏~~~就是下面這個樣子的啦~~

poYBAGJT0uGAVcscAABSZvbnafU692.jpg

那么BGA要TX、RX分層,怎么分層才是正確的分層?簡單、粗暴放答案,看圖說話:

pYYBAGJT0uGAMZJgAAEFdQ6O-qY936.jpg

針對上圖所示的出線方式,layer8層的TX對Layer3層的Rx信號,串擾量如下圖紅色線所示:在12.5GHz的串擾從-46dB迅速降至-80dB!!

poYBAGJT0uKAFZJiAAB3CT4FrC4262.jpg

好了,現在來回答上周拋出的問題,兩種pin定義的BGA該如何分層。

1.針對TX/TX/RX/RX pin排列的BGA:如果PCB層數夠,每一行BGA過孔用一層出線,共4個布線層;如果PCB層數不夠,可以兩行BGA過孔用一層出線,共2個布線層,具體如下圖所示:

pYYBAGJT0uKAPLUKAADRN_ykMvI506.jpg

TX/TX/RX/RX pin排列的BGA區域出線方式

2.針對TX/RX/TX/RX pin排列的BGA:只能每一行BGA過孔用一層出線,共4個布線層,具體如下圖所示:

pYYBAGJT0uKAEpM7AADMmYs3V3M370.jpg

TX/RX/TX/RX pin排列的BGA區域出線方式

總的原則是:想辦法切斷過孔的影響。

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