圖1.圖片由Analog Devices提供。

 

首先，如圖2所示，將DC電流注入頂層跡線(xiàn)。

 

圖2.圖像由Analog Devices提供。

 

電流沿著(zhù)U形跡線(xiàn)下降。然后，通過(guò)VIA1到達地平面。地平面的哪一部分將電流傳回VIA2？可以將地平面設想為無(wú)限多平行的窄軌跡。電流將選擇具有相對較小阻抗的跡線(xiàn)。由于從VIA1到VIA2的直接路徑最短并且電阻最小，因此大部分電流將流過(guò)該路徑。當離開(kāi)這條阻力最小的路徑時(shí)，電流密度會(huì )迅速下降。假設將交流電流注入U形跡線(xiàn)。它會(huì )采用直流電流的相同路徑嗎？

 

直流電流采用阻抗最?。ɑ螂娮枳钚。┑穆窂?。對于A(yíng)C電流，阻抗取決于路徑的電阻和電感。雖然最短路徑提供最小電阻，但它不一定提供最小電感。路徑的電感取決于電流產(chǎn)生的環(huán)路面積。圖3顯示了信號跟蹤及其返回路徑創(chuàng )建的示例電流環(huán)路。如果由電流產(chǎn)生的環(huán)路面積增加，則電感將按比例增加。

 

圖3.圖片由Analog Devices提供。

 

例如，圖4中的紅色返回路徑創(chuàng )建的循環(huán)比綠色路徑更大。因此，在這兩條路徑之間，AC電流通過(guò)綠色路徑，其具有較小的電感。對于路徑的總阻抗，實(shí)際上應該考慮電阻和電感。然而，隨著(zhù)AC信號的頻率增加，電感對路徑阻抗的貢獻大于電阻的數量級。因此，如圖4所示，高頻返回電流將直接在U形跡線(xiàn)下方流動(dòng)，以最小化環(huán)路面積（為簡(jiǎn)單起見(jiàn)，忽略了路徑電阻）。當離開(kāi)地平面中的這條路徑時(shí)，電流密度將迅速降低。

 

圖4.圖像由Analog Devices提供

 

對于上面的例子，我們有一個(gè)地平面，可以設想為無(wú)限多的窄平行路徑。返回電流流過(guò)那些使阻抗最小化的路徑。使用雙層電路板，我們負擔不起接地層。在這種情況下，可能有一條軌道（而不是一個(gè)平面）用于返回電流。即使電流可能表現出很大的電感，也要強制電流經(jīng)過(guò)這條路徑。對于雙層電路板的一些關(guān)鍵信號走線(xiàn)（例如時(shí)鐘信號），我們可以路由適當的返回路徑，但我們不能對電路板上的所有跡線(xiàn)執行此操作。如何降低雙面電路板上所有跡線(xiàn)的電流路徑電感？我們將很快討論雙層板的高效地面系統。