高速電路設計中不可忽略的一個重要因素
發布時間:2018-05-24 責任編輯:lina
【導讀】在高速電路設計中,鏈路中的每一個參數都有可能導致傳遞的信號出問題。今天就和大家分享一個平常大家不太注意的參數。

先回顧下在中學的時候,咱們學習的一個概念,趨膚效應:當(dang)信(xin)號(hao)的(de)頻(pin)率(lv)較(jiao)越(yue)來(lai)越(yue)高(gao)時(shi),信(xin)號(hao)都(dou)會(hui)趨(qu)向(xiang)於(yu)導(dao)體(ti)的(de)表(biao)麵(mian)傳(chuan)遞(di)。這(zhe)樣(yang)就(jiu)會(hui)導(dao)致(zhi)信(xin)號(hao)流(liu)過(guo)導(dao)體(ti)的(de)相(xiang)對(dui)有(you)效(xiao)麵(mian)積(ji)變(bian)小(xiao),從(cong)電(dian)阻(zu)的(de)角(jiao)度(du)來(lai)分(fen)析(xi),這(zhe)就(jiu)會(hui)導(dao)致(zhi)電(dian)阻(zu)增(zeng)加(jia),導(dao)致(zhi)傳(chuan)遞(di)能(neng)量(liang)的(de)損(sun)失(shi)。
在電子產品使用的PCB,基本都是由銅箔和有機材料組成的,如下圖所示:

womenpingshikandaodetongbo,biaomianshangkanqilaidoushifeichangguanghuade,shijishangbingburunirouyansuojiandenayang,tongbobingbushiwanquanguanghuade,qizaijinxiangxianweijingxiaruxiatusuoshi:

為了更加的容易理解,給大家做一個示意圖,如下圖所示:

銅tong箔bo的de表biao麵mian都dou是shi有you很hen多duo銅tong牙ya存cun在zai的de。目mu前qian小xiao編bian沒mei有you發fa現xian非fei常chang官guan方fang的de數shu據ju說shuo明ming普pu通tong的de銅tong牙ya到dao底di有you多duo長chang,據ju小xiao編bian看kan到dao的de普pu通tong的de銅tong箔bo,沒mei有you經jing過guo處chu理li的de銅tong牙ya(銅箔粗糙度)一般都是在20~30um左右。當然,常規的根據銅箔粗糙度的厚度(係數)不同,目前有標準銅箔、反轉銅箔、低粗糙度銅箔和超低粗糙度銅箔之分。
前qian麵mian說shuo到dao,銅tong箔bo的de粗cu糙cao度du會hui影ying響xiang到dao信xin號hao完wan整zheng性xing,那na麼me我wo們men就jiu來lai做zuo一yi個ge實shi驗yan看kan看kan。原yuan理li圖tu如ru下xia所suo示shi,把ba銅tong箔bo粗cu糙cao度du的de設she置zhi為wei一yi個ge變bian量liang,初chu始shi值zhi為wei0,仿真的速率為10Gbps:

分別查看其眼圖和波形,如下所示:

從結果可以看到:眼圖的寬度為97ps,高度為0.652V,信號的峰值為0.479V。
那麼,接下來,逐步改變銅箔粗糙度的厚度,觀察眼圖的變化,分別仿真銅箔粗糙度為5um、10um、15um和20um的情況,眼圖和波形分別如下所示:
當粗糙度為5um的時候,眼圖的寬度為94.5ps,高度為0.532V。
當粗糙度為10um的時候,眼圖的寬度為93ps,高度為0.499V。

當粗糙度為15um的時候,眼圖的寬度為91ps,高度為0.424V。

當粗糙度為20um的時候,眼圖的寬度為88.5ps,高度為0.370V。

從以上的結果,咱們可以看到當銅箔粗糙度的係數(厚度)增加時,眼圖的的margin越來越小,抖動(Jitter)越來越大。
有的工程師經常會問到這樣一個問題:當(dang)信(xin)號(hao)的(de)速(su)率(lv)為(wei)多(duo)少(shao)的(de)時(shi)候(hou),在(zai)實(shi)際(ji)項(xiang)目(mu)工(gong)程(cheng)中(zhong)需(xu)要(yao)考(kao)慮(lv)銅(tong)箔(bo)粗(cu)糙(cao)度(du)的(de)影(ying)響(xiang)。我(wo)的(de)答(da)案(an)是(shi),任(ren)何(he)時(shi)候(hou)考(kao)慮(lv)都(dou)是(shi)必(bi)要(yao)的(de)。但(dan)是(shi)綜(zong)合(he)成(cheng)本(ben)和(he)效(xiao)果(guo)來(lai)考(kao)慮(lv)的(de)話(hua),當(dang)信(xin)號(hao)速(su)率(lv)超(chao)過(guo)5G以上的時候,就應當適當的考慮銅箔的選擇問題(如果設計要求不高,也可以不考慮)。
所以,當信號的速率越來越高的時候,我們不僅僅需要關注芯片的驅動能力、PCB介質的介電常數、介質損耗角、連接器、線纜等等,還需要考慮到導體(銅)的表麵粗糙度的影響。
特別推薦
- 噪聲中提取真值!瑞盟科技推出MSA2240電流檢測芯片賦能多元高端測量場景
- 10MHz高頻運行!氮矽科技發布集成驅動GaN芯片,助力電源能效再攀新高
- 失真度僅0.002%!力芯微推出超低內阻、超低失真4PST模擬開關
- 一“芯”雙電!聖邦微電子發布雙輸出電源芯片,簡化AFE與音頻設計
- 一機適配萬端:金升陽推出1200W可編程電源,賦能高端裝備製造
技術文章更多>>
- 築基AI4S:摩爾線程全功能GPU加速中國生命科學自主生態
- 一秒檢測,成本降至萬分之一,光引科技把幾十萬的台式光譜儀“搬”到了手腕上
- AI服務器電源機櫃Power Rack HVDC MW級測試方案
- 突破工藝邊界,奎芯科技LPDDR5X IP矽驗證通過,速率達9600Mbps
- 通過直接、準確、自動測量超低範圍的氯殘留來推動反滲透膜保護
技術白皮書下載更多>>
- 車規與基於V2X的車輛協同主動避撞技術展望
- 數字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰
- 汽車模塊拋負載的解決方案
- 車用連接器的安全創新應用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索





