私は週末にエリックボガティンからのビデオ講義を吸収し、彼の本「Signal and Power Integrity-Simplified」を読みました。
彼は、PCBのリターンパスは、信号パスの下のVCCレールである可能性がある任意のDCプレーンである可能性があると述べています。
次の簡単な回路を考えます
この回路のシミュレーション – CircuitLabを使用して作成された回路図
U1およびU2が最上位層に配置され、TXおよびRXが最上位層のみにルーティングされる場合、信号の戻りパス（TXからRX）はVccになります。私はそれで大丈夫です。
私の質問は、リターン電流がTXピンの真下に達すると、電流はどこに行くのですか？この時点で、それはGndへの道を見つけるのですか、それともTXに戻り、ダイを経由してグラウンドに戻りますか？
**本からテキストを追加**
回答:
TXがLowからHighに切り替わると、電流は次のように流れます。
電源Vcc-> PCB Vccプレーン-> U1.Vccピン-> U1.TXピン-> U2.RXピン-> U2.Gndピン->「リターンパス」-> PCB Gndプレーン->電源Gnd
「リターンパス」と呼ばれるものが最も近い平面（この場合はVcc平面）であることを理解できてすばらしいです。これはフィールドが読み取れないので意味があり、名前を付けてもPCBの金属部品間に形成されます。
スタティックDCの場合、「リターンパス」はインピーダンスが最も低いため、実際にはGndプレーンになります。より高い周波数では、フィールドはVccプレーンに形成され、電流密度はトレースのすぐ下のVccプレーンで高くなります。
では、電流はどのようにしてVccプレーンから取得され、より高い周波数のGndプレーンに戻るのでしょうか。
まあ、これらの2つのプレーン間のインピーダンスは、これらの高い周波数ではかなり低いことを覚えておいてください。実際に、関連する周波数範囲全体でVccとGnd間のインピーダンスも低くしたいので（PDNTOOL.COMのようなものを使用して設計します）、これは大きな驚きではありません（うまくいけば）。
PDNの設計は、Eric Bogatinsの本でも十分にカバーされています。
これが役に立ったかどうかを教えてください。
うまくいけば、両方のチップの近くにあるVCCとGNDの間に電源バイパスコンデンサをいくつか用意できました。これらのバイパスコンデンサにより、VCCとGNDの間に高周波電流が流れるようになります。
これは、バイパスコンデンサがリターンパスの一部になることを意味します。これを考慮して、部品の選択と配置を評価する必要があります。
また、チップ内のドライバー回路とレシーバー回路は、電流がどのレールから流れるかを決定します。リファレンスプレーンとしてGNDを使用している場合でも、ドライバーがHighになると、VCCレールから電流が引き込まれるため、VCCレールとバイパスコンデンサがリターンパスの一部になります。
これは、ジョンソン博士が説明するまで私が最初に始めたときにも私が疑問に思ったことです。高速信号のリターン電流を読み取ると、インピーダンスが最小の経路をたどります。たとえばマイクロストリップでは、これが運ぶDC電圧に関係なく、これに最も近い基準面になります。あなたが言うように、VCCプレーンを参照するトレースは、VCCプレーンに沿った戻り電流の流れを持っています。
これで、すべての電流がループで流れるので、例のチップの下に戻ると、VCCとGNDの間の最小インピーダンスパスを探します。これは、チップの近くに戦略的に配置したI / Oデカップリングキャップになります。
戻りパスはVcc経由ではありません。
電流ループ、TXドライブステージ、RX入力ステージの観点から考えてください
このデジタルI / Oを例にとります（ISO7221データシートから取得したI / Oステージの例）
2つの状態を検討する
1. TXが高い：
この例では、RXバッファのGATEをオンにするのを容易にするために、初期の「ブラット」の充電があります。その後、漏れ電流のみが流れます（注：これは終端抵抗を見落としています）
2. TXが低い：
この場合、TXステージはピンをLOWに保持し、プルアップ抵抗から流れる電流を促進します。
どちらの場合も、電流はバッテリーの+ veからバッテリーの-veに流れます。
次に、PCBの観点から検討します。2つのICの下に隣接するVCCプレーンとGNDプレーンがあるため、流れる電流はトレースに従います-非常に小さなループ。
2つのチップ間のGNDプレーンに断線があったとしましょう。リターン電流がたどるルートは、TXトレースのルートをたどらないでしょう==悪い。