還記得初中物理,玩過毛發摩擦橡膠棒,產生電荷。這里的電荷是靜電。帶電的物質里自由電荷按照一定的方向移動,產生了電流。所以電壓的存在是產生電流的基礎,這一點是明確的。
之前學習中,有一點是疑惑的:電路是不是一定要回路?換句話說,為什么有返回路徑?
生活中,產生的靜電,電壓是瞬時的,電流也是瞬時電流,沒有回流的。但在實際應用中,我們需要的是長期穩定且持續的電流。電荷沿電線從電源一極搬到了另一極,同時電源內部釋放能量,內部反向搬運電荷,所以電勢差不會消失,電流就保持穩定了。
這時候,閉合環路會一直存在。電路中任意的信號都以一個閉合回路的形式存在,電流總是在環路中流動。
信號通常借助于地和電源平面來完成回流。需要注意的是,高頻信號和低頻信號的回流路徑的選擇是不相同的,低頻信號選擇的是阻抗最低的路徑,高頻信號選擇的是感抗最低的路徑。
信號路徑切換,參考平面發生改變的回流,需要注意平面電壓,或者并聯低電感的去耦電容,但更多是用返回地孔,靠近信號過孔,有些資料給出的距離是≤100mil方式來處理,也有資料給出的距離是≤80mil,這個取決于產生的實際設計情況。
差分信號發的回流,同一層兩根線之間的耦合,這里的耦合有緊耦合和松耦合的區分,對內兩個信號互相為返回路徑,是不是就不考慮參考平面?受制于芯片工藝,過孔轉換等因素,差分信號無法完全實現對稱,不可避免存在共模分量,還是建議通過參考平面來實現回流。
參考電源面的回流,如果電源層與地層距離比較近,也就是介質層比較薄,耦合大阻抗小,其實影響不大。但是如果距離比較遠,到達發送端后,電源平面回到地平面,回流就會有影響,這種情況還是需要注意的。
介質厚度H為4mil,入射電流和返回電流的情況:
介質厚度H為40mil,入射電流和返回電流的情況:
結論:返回路徑上回流的大小與返回路徑和信號路徑的距離有關。
審核編輯 :李倩
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原文標題:關于返回路徑與返回電流,都給大家總結好了!
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