微帶線拉開7H你就覺得很穩了?
發布時間(jiān):2020-06-22 09:49:35
高速先生成員-- 黃剛
在我們(men)接受過的眾多信(xìn)號完整性理論的教誨裏,關於(yú)串擾有一條原則就是(shì)帶狀線拉開5H,微帶線拉開(kāi)7H,這樣做的據說能夠躲開90%以上的串擾。今天就讓高速先生通過測試驗證(zhèng)一下(xià)微帶線7H的理論,看看是不是真的那麽穩!
本期文章的測試板(bǎn)參考了我們高(gāo)速先生隊(duì)長(zhǎng)在上周視頻中的包地理論(lùn)之後,進行了進一步的延伸和擴展而設計的一款(kuǎn)測試板。對比於視頻,我們延伸(shēn)的點包括了把打包地過孔(kǒng)的距離由視頻中的400mil縮短到50mil一個過(guò)孔,另外就是在測試的頻段了,由(yóu)於我們高速先生的去嵌頻段已經能(néng)穩定在(zài)50GHz+,因此我們能看到50GHz+的(de)去嵌測試結果,能看到在(zài)很高頻的情況下待測物的性能哈。
想回顧(gù)一下我(wǒ)們上周高速先生隊長視頻的童鞋可以(yǐ)點擊(jī)以下鏈接哈,不然你們可能會跟不上本期(qī)文章的節奏哦!
好(hǎo),在回顧(gù)完視頻之後,我們開始了本次新測試板的研究哈。在包地和不包地的情況下,我們使兩根(gēn)單端線(紅色(sè))的阻抗相同,兩根線的gap距離為7H,H就不用高速先生再多說(shuō)是什麽意思了吧。然後前(qián)麵說了,我們把包地過孔的距(jù)離由視(shì)頻中的400mil縮短至50mil,在這樣的情況下我們來看看包地和不包地的性能到底是怎麽樣(yàng)的哈。
50mil一個地過孔其實是包地包得非常(cháng)好的一個(gè)設計了,根據(jù)視頻中的描(miáo)述,在400mil地過孔距離的(de)情況下,我們的包地效果會在某些頻段呈(chéng)現出反諧振的(de)效果,其實這個是因為 4分之一波長阻抗變換的(de)理論造成的。那麽理論上我們把地過孔打得更密之後,會不會把反諧振的頻段推到50GHz之後呢(ne)?我們先來看看(kàn)包地的遠端串擾結果,如下(xià)所示,的確沒有(yǒu)出現反諧(xié)振的波動點(diǎn),說(shuō)明50mil一(yī)個點的情況下能保證50GHz內不出現(xiàn)阻抗變換的反諧振點,這個順帶補充一句,具體地過孔距離與反諧振點的(de)關係其實是可以計算(suàn)的,有(yǒu)空高速先生可(kě)以針對這一(yī)塊詳細展開,這裏(lǐ)先不囉(luō)嗦了,我們(men)還是回到主題先。
那麽(me)現在你們肯定很著急想知道,如(rú)果隻是拉開距離不包地的串擾是(shì)怎麽樣的(de)呢?好,這次高速先生不賣關子了,直接對比如下(xià):
可以看到,如果包(bāo)地的地過(guò)孔設計很好的話,包地的效果就出來了,在整個50GHz的頻(pín)段內,包地(dì)的串擾都是優於(yú)不包地的。文章寫到這裏其實已經講(jiǎng)明白了一個設(shè)計非常好的包地(dì),地過孔非常緊密的情況下,在同樣的間距下麵,包地其實還是有明顯的好處的。高速(sù)先生覺得說到“明顯”這(zhè)兩個字大家(jiā)可能不太相信,不就是遠端串擾的結果好幾個dB而已,為什麽說很明(míng)顯呢?高速先生決定繼(jì)續往下說。
串擾隻是它的其中一個表象,我們信號傳輸(shū)其實最關心的(de)還是插入損耗,也就是到底有多少能量能去到接收端(duān)。從這個(gè)指標來說,大(dà)家可能會覺得厲害很多哈,如下所示:
在不包地的情況下,插(chā)入損耗在10GHz之後就明顯的變差,最後去到50GHz時,損耗幾乎比包地多了50%。其實也很容易理解,因為能(néng)量(liàng)是守恒的,串擾(rǎo)的能量(liàng)多(duō)了,在阻(zǔ)抗一致,反射回源端的能量(liàng)基本相(xiàng)等的情況下,傳到接收端,也就是插入損耗肯定會變差(chà)啦。說白了就是損耗掉的能量去到了串擾那裏了。
根據這個(gè)理論,我們再對比(bǐ)以下這個東西,大家就會更明白了,如果隻是單線,沒有(yǒu)串擾的(de)情況下的插入損耗又會怎麽樣呢?
話不多(duō)說,直接(jiē)上結果!
可以看(kàn)到單線沒(méi)有串擾的情況下,損耗的結果會進(jìn)一步的(de)變(biàn)好。這就更(gèng)說明了串擾對(duì)損耗的(de)影響是非常大的,換(huàn)句話(huà)說(shuō)就(jiù)是串擾消耗掉插入損耗的比例還是非常大的,尤其當串擾差於-15dB的情況下(xià),基(jī)本上(shàng)插入損耗會減(jiǎn)小一個很大的比重。
本期文章(zhāng)的信息量還是比較大的,因此高速先(xiān)生最後對本文做一個總結,讓大家更清晰(xī)的了解到(dào)本文想要(yào)表達的宗旨哈。
1. 對於單端的微帶線來說(shuō),在(zài)不包地的情況下7H其實(shí)並不穩,如果並(bìng)行(háng)長度在inch級(jí)別的時候,串擾對於損耗的影響還(hái)是非常大的;
2. 一個設計很好的包地其實是能夠改(gǎi)善串擾的,會有正麵的幫助;
3. 無(wú)論是包地還是不包地,由於存(cún)在了串(chuàn)擾,損耗都會變差,至於變差多少就和串擾的大小成比例。
4. 像單端的微帶線能夠走到(dào)那麽高頻段(duàn)的情況,高速先生第一個(gè)想到的就是射頻走(zǒu)線,像目前(qián)最高的有77GHz的毫米波,因此包地對於射頻信號來說還是非常非常必要的(de)。而相對(duì)數字信號(hào)而言,一般(bān)高(gāo)速的數字(zì)信號不會(huì)是單端線,因此不在這個範圍內考慮。
