高速先（xiān）生成員（yuán）-- 黃剛

 

長通道的阻抗一直往上竄這（zhè）個事（shì）情其實不是個別現象了，相信大多數（shù）做高速串行信號（hào）的朋友，尤其是做背板係統的（de）朋友都深有體會（huì），在超過（guò）例如10inch走線的時候，如（rú）果你們去測試加工出來的（de）差分線（xiàn）的TDR阻抗，就很容易看到以下的曲線。

 

 

設計的是100歐姆的差（chà）分阻抗線，在（zài）測試（shì）初始位置（zhì）的確也是符合100歐姆，但是不知道咋滴，走線越（yuè）往末端去，阻抗就越高。最後到達這對走線末端的時候居然超過了110歐姆！這下完了，這對走線的阻抗不滿足10%的加工公差（chà）了，大家是不是就會覺得加工出來（lái）的（de）這對差分線（xiàn）有（yǒu）問題了，估計不（bú）能滿足你們10G或者25G的高速傳輸要求了?！

 

 

反正最近就有（yǒu）很多客戶來問Chris這個事情（qíng）了。Chris每次（cì）都耐心的安慰他們（men）要淡定，這個完全沒問題，阻抗做得很（hěn）好。但是對（duì）於阻抗曲（qǔ）線（xiàn）先（xiān）入為（wéi）主的他們（men）來說，這種安慰似乎沒太多（duō）實質上（shàng）的效果，哪怕他們（men）已經進行了功能測試沒問題（tí），仍然繼續（xù）擔心，覺得這次隻（zhī）是運氣（qì）好，裕量勉強還夠，下次就不一定了。

 

 

前（qián）段時間Chris的（de）確也很忙，也就隻能這樣心理（lǐ）安慰了。最近緩過來一點了，那就決定把這個事情（qíng）一次說（shuō）明（míng）白，讓大家徹底的（de）安心哈！

 

從哪開始講呢？那就從為什麽你（nǐ）們會看到這種現象開始講吧。有時候測試的差分線的阻抗就不會竄得那麽高，有（yǒu）時候就竄得很高，不知道大（dà）家有沒有找到一些共性的特點啊！Chris先告訴大家一個（gè）非常明顯的設計區別點，那就是走線（xiàn）的長度。走線短的（de），一般都竄不高（gāo），走線越長，竄得越高！Chris給大家做個（gè）簡單的仿（fǎng）真（zhēn）看看哈，假（jiǎ）設我們設（shè）置一個內層的傳輸線疊層，使得差分線在線寬5mil，間（jiān）距（jù）9mil的情況（kuàng）下滿足100歐姆的阻抗要求。

 

 

首先我們設置這對差分線的線長為5inch，這種case下（xià）我們進行一（yī）個TDR阻抗的仿真，就會發現這（zhè）對5inch的走線阻抗就從一開始的100歐姆，上漂到102歐姆多，上漂幅度大概2歐姆多的樣子。

 

 

那（nà）如果我（wǒ）們把同樣的這（zhè）對差分（fèn）線的長度設得更長，例如是之前（qián）的3倍，設到15inch時，再次進行同樣的TDR阻抗仿真，就會發現（xiàn）阻抗（kàng）上漂了6個多歐姆，變大了！

 

 

細心的朋友可能就（jiù）發現了，感覺走線越長阻抗上漂的幅度就越大！如果你再細心一點，你（nǐ）甚至能發現和走線（xiàn）長度是線（xiàn）性成正比的哦！5inch走線上漂2歐姆多，15inch走線就上漂它（tā）的3倍，6歐姆多！

 

 

那這個阻抗上漂到底是由什麽因素引起（qǐ）的呢？真的是因為差分線的阻抗沒做好導致的嗎？如果是阻抗的因素導致的（de），這裏有三點是說不通的。一是阻抗（kàng）沒做（zuò）好的話會那麽線性的上升嗎，更多情況下不（bú）是應該一段高一段低，或者整段都高才是？二是，阻抗沒（méi）做好的阻抗曲線剛好就和長度成正比了，那麽巧合的嗎？三是，明明（míng）我（wǒ）在上麵的仿真中傳輸（shū）線是按照100歐姆來（lái）設計的啊（ā），是個理（lǐ）想仿真值啊，隻是仿真，都沒涉（shè）及到（dào）加工誤差，為什麽也還要上漂呢！

 

 

所以怎麽說感覺也不會是阻抗（kàng）加工沒（méi）做好導致（zhì）的阻（zǔ）抗上漂，那到（dào）底是什麽（me）原因呢？這個時候我們去研究另外的一個物（wù）理概（gài）念，那就是我們初中學的那個歐姆定律裏（lǐ）麵的電阻這個概念！我們還是對（duì）上麵的5inch和15inch的差分線去仿真它（tā）的（de）電阻值！用的就是初中學（xué）的歐姆定律，我們給這對差分線一個電（diàn）壓V1，然後觀（guān）測經過它（tā）的電流I，這個時候用V1/I就得到了差分線的電（diàn）阻值！再提醒一次（cì）哈，是電阻，不是阻抗！

 

 

5inch差分線的直流電阻R大家有（yǒu）預想過是什麽量級的嗎？沒（méi）錯（cuò），不（bú）是別人，正是你從TDR阻抗曲線中看到的上漂的（de）量，2.261歐姆！

 

 

同樣（yàng），15inch走線的直流電阻也可（kě）以仿真出來，就是（shì）5inch走線的3倍，6.784歐姆。也就是（shì）15inch的TDR阻抗曲線的上漂量！

 

 

哦！聽Chris這麽一說，好（hǎo）像懂了，TDR阻抗的上漂量其實（shí）是傳輸線的直流電（diàn）阻搞得鬼哈！從理論的仿真中就能看出來（lái），哪怕是100歐姆的理（lǐ）想傳輸線也存在著阻抗上漂（piāo）的效應，和所（suǒ）謂的加工阻抗波動壓根扯不（bú）上關係！那大家還（hái）是會問了，雖然不是（shì）阻抗沒（méi）做好導致的，那麽這種阻抗上漂到底對高速的性能有沒有影響啊？

 

 

其實從（cóng）定性來理解你就知（zhī）道不會影響高（gāo）頻的性能（néng）了，畢竟它隻是直（zhí）流電阻，壓根和頻率無關！我們無論是看5inch還是15inch的這對差分線的回波損耗就會發現，高頻的性能都好到不行，唯一的區別（bié）是在靠近直流，也就是0Hz的（de）頻段能看到小（xiǎo）小的區別。15inch的直流電阻（zǔ）比較大，所以靠近（jìn）直流頻段的回波損耗受到稍微的影響而已。

 

 

 

如果把（bǎ）這個頻段的插損結果放大給大（dà）家看（kàn）看就更明確了，我們（men）來看直流點的（de）損耗，其實就會發現所謂的阻（zǔ）抗上漂效應影響到的也就是直流點的（de）損耗（hào）而已。

 

 

還是那句話，既然是直流電阻導致（zhì）的上漂效應，那它當然不會影響高頻的性能。大家放寬心哈，長走線的TDR阻抗其實隻要看（kàn）初始端的值（zhí）就能判斷加工阻抗到底（dǐ）做得準不準了，並不（bú）是看末端的上漂值，如（rú）果是相對比較線性的上升，沒明顯波動的話（huà），說明整個鏈路阻抗一（yī）致性就是好的，大家不要被它最後（hòu）上（shàng）升到110歐姆甚至120歐姆嚇怕了哦！