專家之言:緊耦合還是鬆耦合?
發布時間:2015-08-21 來源:王萍 一博科技 責任編輯:sherry
【導讀】在設計初期,確定差分信號線寬間距時,我們會麵對這麼個選擇:相同的阻抗管控,對應著不同的線寬間距,4mil/4mil,5mil/8mil或6mil/16mil......其中間距大的我們叫鬆耦合,間距小的就叫緊耦合。遇到這種情況我們該如何選擇呢?
在設計初期,確定差分信號線寬間距時,我們會麵對這麼個選擇:相同的阻抗管控,對應著不同的線寬間距,4mil/4mil,5mil/8mil或6mil/16mil......qizhongjianjudadewomenjiaosongouhe,jianjuxiaodejiujiaojinouhe。yudaozhezhongqingkuangwomengairuhexuanzene?ruguowoshishejigongchengshiwojiuxuanjinouhe,yinweizhanyongdekongjianxiaoa,buxianrongyia。zuoweigaosuxianshengwojiuyaofenxiyixiasongjinouhedeyouquedianle,yinweifanshiyoulijiuyoubi。
首先從反射的角度來分析,反射最主要的切入點就是阻抗。耦合的鬆緊會影響傳輸線的各種阻抗參數,下表顯示了微帶線介質厚度為3.8mil,介電係數為4.5,銅厚1.2mil時,差分阻抗保持在100歐姆,不同線間距對傳輸線阻抗的影響。其中Zse為附近沒有其他傳輸線時的單端阻抗。

從表中可以看到雖然差分阻抗都相同,但共模阻抗相差較大,耦合越緊共模阻抗越大,我們知道理想的共模端接是25歐姆,所以緊耦合的共模反射肯定要比鬆耦合大。還有信號出pin時shi,是shi從cong無wu耦ou合he區qu域yu進jin入ru耦ou合he區qu域yu,先xian感gan受shou到dao單dan根gen阻zu抗kang,再zai耦ou合he阻zu抗kang,在zai這zhe種zhong情qing況kuang下xia,緊jin耦ou合he兩liang部bu分fen阻zu抗kang差cha也ye比bi鬆song耦ou合he大da,反fan射she也ye會hui越yue嚴yan重zhong。下xia麵mian我wo們men就jiu仿fang真zhen驗yan證zheng一yi下xia,我wo們men用yongcase1,case2,case4的線寬間距來搭建鏈路,無耦合區域長度為30mil,耦合區域為2000mil。

插入損耗對比(紅:case1;藍色:case2;玫紅:case4):

仿真結果證明了緊耦合的反射確實比鬆耦合嚴重,並導致了插損也更差一些。
再從串擾來分析一下。都說緊耦合抗幹擾能力強,事實是否如此呢?同樣用case1,case2,case4的線寬間距來搭建鏈路,攻擊線是單根信號,距離差分對10mil,阻抗50ohm,加了上升沿是100ps的1v階躍信號。
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差分噪聲(紅:case1;藍色:case2;玫紅:case4):

仿真結果顯示緊耦合的差分噪聲確實要小些哦,那共模噪聲呢?
共模噪聲(紅:case1;藍色:case2;玫紅:case4):

結(jie)果(guo)相(xiang)反(fan)哦(o),鬆(song)耦(ou)合(he)抗(kang)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)的(de)能(neng)力(li)更(geng)強(qiang)些(xie)。為(wei)什(shen)麼(me)呢(ne)?耦(ou)合(he)越(yue)緊(jin),幹(gan)擾(rao)源(yuan)對(dui)兩(liang)根(gen)信(xin)號(hao)的(de)串(chuan)擾(rao)就(jiu)越(yue)接(jie)近(jin),我(wo)們(men)知(zhi)道(dao)差(cha)分(fen)信(xin)號(hao)是(shi)兩(liang)信(xin)號(hao)相(xiang)減(jian),串(chuan)擾(rao)越(yue)接(jie)近(jin)的(de)話(hua)抵(di)消(xiao)的(de)就(jiu)越(yue)多(duo),得(de)到(dao)的(de)差(cha)分(fen)噪(zao)聲(sheng)就(jiu)越(yue)小(xiao)。但(dan)共(gong)模(mo)信(xin)號(hao)是(shi)兩(liang)根(gen)信(xin)號(hao)串(chuan)擾(rao)電(dian)壓(ya)的(de)平(ping)均(jun)值(zhi),是(shi)相(xiang)加(jia),所(suo)以(yi)緊(jin)耦(ou)合(he)比(bi)之(zhi)鬆(song)耦(ou)合(he)會(hui)加(jia)劇(ju)共(gong)模(mo)噪(zao)聲(sheng)。
另外鬆耦合的線寬較緊耦合寬,導體損耗相對小,在長距離的高速信號傳輸時一般都會建議采用5mil以上的線寬。
大家有沒有注意到SFP+協議中,除了要求差分阻抗達到100ohm,還對耦合程度有個7%的要求。

從表中看出,規範更推薦相對的鬆耦合。
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