高速先生成員--姜杰

高速先生今年寫(xiě)了不少AC耦合電容相關(guān)的文章，本來(lái)已經(jīng)有點(diǎn)“審美疲勞”了，但是看到這個(gè)案例，還是忍不住再寫(xiě)一篇—— 一方面，這個(gè)案例完美展示了反焊盤(pán)設(shè)計(jì)兩個(gè)基本因素的影響；另一方面，似乎有不少Layout工程師都有類(lèi)似的困惑……

話(huà)說(shuō)那天早上剛上班，就有人急匆匆的找到高速先生，定睛一看，是近期仿真過(guò)的某單板的設(shè)計(jì)負(fù)責(zé)人小劉。可是，板子不是剛投出去嗎？看著小劉著急忙慌的樣子，高速先生有種不太好的預(yù)感。

小劉說(shuō)他設(shè)計(jì)總結(jié)的時(shí)候，發(fā)現(xiàn)單板上的同一種高速信號(hào)的AC耦合電容反焊盤(pán)不一樣，心里有些沒(méi)底，需要高速先生幫忙確認(rèn)。

困惑小劉的兩種反焊盤(pán)分別長(zhǎng)這樣：

右邊是我們常見(jiàn)的AC耦合電容反焊盤(pán)，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的矩形。

左邊的反焊盤(pán)略復(fù)雜，但是稍有設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的Layout工程師也能看出來(lái)，這里是兼容設(shè)計(jì)，也就是常說(shuō)的“疊焊盤(pán)”。兼容設(shè)計(jì)需要同時(shí)保證多個(gè)鏈路的阻抗連續(xù)性，所以反焊盤(pán)根據(jù)器件的布局進(jìn)行挖空。

器件布局都不一樣，反焊盤(pán)不一樣不是很正常嗎？

如果只是這個(gè)問(wèn)題，高速先生當(dāng)然不會(huì)寫(xiě)這篇文章啦。小劉的問(wèn)題顯然更有深度：除了大小，為啥這倆反焊盤(pán)的挖空層數(shù)也不一樣呢？板上常規(guī)設(shè)計(jì)AC耦合電容的矩形反焊盤(pán)，會(huì)比兼容設(shè)計(jì)的異形反焊盤(pán)的挖空層面多了一層？是不是哪里搞錯(cuò)了？

高速先生松了口氣，投出去的板子沒(méi)有問(wèn)題，小劉的問(wèn)題是個(gè)好問(wèn)題。

之前的文章介紹過(guò)，我們可以把信號(hào)路徑上的AC耦合電容看作微帶線，一段又寬又厚的走線，根據(jù)傳輸線的阻抗理論，線寬越大，銅厚越厚，阻抗就越小。

由于AC耦合電容處的阻抗通常比信號(hào)走線特征阻抗低，因此需要挖反焊盤(pán)來(lái)提高阻抗，反焊盤(pán)的大小，以及挖空層面的數(shù)量，是影響阻抗的兩個(gè)主要因素。

在回答小劉的問(wèn)題之前，我們可以看看當(dāng)前設(shè)計(jì)走線阻抗控100歐姆時(shí)，幾種布局方式AC耦合電容的阻抗情況。

常規(guī)布局的AC耦合電容（參考第四層GND平面）阻抗96.9歐姆：

兼容設(shè)計(jì)中的一字布局AC耦合電容阻抗97.6歐姆：

兼容設(shè)計(jì)中的常規(guī)布局AC耦合電容阻抗98歐姆：

各種情況下的阻抗都能比較好的優(yōu)化到97歐姆左右。

為了更清楚的說(shuō)明問(wèn)題，高速先生做了個(gè)仿真對(duì)比：常規(guī)設(shè)計(jì)的AC耦合電容矩形反焊盤(pán)比之前少挖空一層，參考L3層GND平面（與兼容設(shè)計(jì)的電容反焊盤(pán)挖空層數(shù)保持一致），阻抗瞬間由96.9歐姆跌落至93.1歐姆！

看到常規(guī)布局AC耦合電容反焊盤(pán)不同挖空層面的阻抗對(duì)比，小劉恍然大悟……

問(wèn)題來(lái)了：

本案例中AC耦合電容常規(guī)設(shè)計(jì)與兼容設(shè)計(jì)的反焊盤(pán)挖空層數(shù)不一樣的原因是什么？

審核編輯 黃宇