一文看懂PCB GSSG结构串扰成因与旋转走线优化技巧

公众号 | 高速先生，作者 | 黄刚

原标题：GSSG结构走线串扰大？ 悄悄“转”一下当场好一倍！

众所周知，对于重要而高速的信号来说肯定要放在PCB的内层去走，确切的说，好的方式是放在GSG的内层去布线。GSG是啥代号？就是地-信号-地嘛，信号层的上下都是完整的地平面，这样才是对信号最好的方案。然而凡事肯定会有例外，GSG层的好处毋庸置疑，但是其实也要付出不小的成本哦。比如如果高速线比较多，假设需要走4个走线层，考虑到上下都要是地平面的话，那么需要的层数就比较多，PCB的板厚增加，材料数量增加，成本自然上升。尤其对于一些板厚是有限制的，例如1.6mm的金手指板卡，无法叠那么多层；又或者是对成本比较敏感的消费类产品，少两层就多点利润。所以聪明的工程师就发明了另外一种走法，那就是GSSG……

对，就是多个“S”信号层，也就是把两层的信号层塞到上下2个地平面之间。拿个案例看一下，大家就知道了。例如下面这个叠层，L2到L5层就是一组所谓的GSSG结构了，2和5层是地平面，中间的L3和L4层都走高速信号。为什么一定要这么做呢？就是上面说到的板厚有限制，高速线又需要很多层的原因了。

具体到PCB设计图就是下面那样了：

这把走线速率说高倒也不是很高，就2Gbps的样子，我们截取中间大概1inch的相邻层相邻层走线来仿真下串扰，模型就像下面那样了：

然后我们从它们的横截面看过来，就能很清晰的看到GSSG的结构了。

那么大家猜猜，就1inch的相邻层走线，串扰能去到什么量级呢？估计大家觉得应该没啥串扰吧，毕竟速率就1-2Gbps，长度也就1inch，正常没啥问题吧？

可恶，真小看它了，居然连-20dB都没有，什么概念？-20dB就是大概有十分之一的能量互相串扰，-20dB都没有，也就是超过十分之一了啊！1个inch都这样子了，真不敢想象多几个inch会差成什么鬼样了……

没办法，不相邻层走线就没这破事了，事情都已经发生了，与其一味的抱怨，还不如边抱怨边想办法！其实改善的方法也是有不少，这个就作为这篇文章的问题来考考大家了哈。那今天我们就讲一个可能比较少人用到的方法，就一个字：转！

转啥？这次我们就不旋转板子了哈，转的是高速线本身！例如其中一对保持不变，我们去对相邻层的另外一对进行一定角度的旋转。一定角度是多少啊？这个问题问得好，例如下面的1度到6度的动图变化：

大家是不是已经充满疑问了，这样就稍微转一点点，串扰能有啥帮助嘛？那我们就看看从1度到6度旋转后的串扰变化结果就知道了，如下所示：

红色的曲线是原来不旋转的串扰结果，然后旋转的角度越大，是不是突然很惊奇的发现串扰结果刷刷的变好。从1度的21dB，到6度的直接就减到58dB去了。还真不止好一倍，都快好出2倍啦！

所以说嘛，别一遇到相邻层走线就慌，其实只要速率不是非常非常高的话，还是有不少方法能改善的，当然前提是你除了懂PCB设计之外，还需要再有一丢丢的理论知识的支撑哈！

Q、本期提问：为什么转点角度后，相邻层走线的串扰会改善，另外大家遇到类似的相邻层走线，都有什么设计方法来改善串扰呢？

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