抽絲剝繭係列文章之過孔選擇
發布時間:2015-08-20 來源:陳德恒 一博科技 責任編輯:sherry
【導讀】changyoupengyouwenwentide。henduoshihouyigewentilailaihuihuiyejiujitiaoxinxi,yebuzhidaopengyoumenyoumeiyounongmingbai,shizaibushiyinweigaosuxianshengbuleyishuogengduo,ershibailaigezi,youmeiyoutushizaishihennanbayigewentishuoqingchude。
一.過孔選擇
經changyoupengyouwenwentide。henduoshihouyigewentilailaihuihuiyejiujitiaoxinxi,yebuzhidaopengyoumenyoumeiyounongmingbai,shizaibushiyinweigaosuxianshengbuleyishuogengduo,ershibailaigezi,youmeiyoutushizaishihennanbayigewentishuoqingchude。所以催生了《抽絲剝繭》係列文章,高速先生將專門撰文來解答各位朋友平時提出的問題。
本期問題是這樣的“12G信號,通過增加過孔避免stub的影響是好是壞?三個過孔有問題嗎”?
其實看到這個問題的時候,小陳的心裏是樂嗬嗬的,12G信號,終於跟小陳心中的“高速”沾上邊了。在這裏,先拋出第一個論點,當前大部分板卡厚度都在2mm左右,10Gbps以上的信號過孔有非常嚴重的影響,6Gbps以下的設計基本不需要考慮過孔。原因在《反射詳解》中有說明,一個幾十mil的過孔或者stub,低頻信號根本“感受”不到。
其(qi)實(shi),評(ping)估(gu)一(yi)個(ge)通(tong)道(dao)能(neng)否(fou)正(zheng)常(chang)工(gong)作(zuo)的(de)標(biao)準(zhun)就(jiu)是(shi)信(xin)號(hao)協(xie)議(yi),發(fa)送(song)芯(xin)片(pian)滿(man)足(zu)信(xin)號(hao)協(xie)議(yi),通(tong)道(dao)性(xing)能(neng)滿(man)足(zu)信(xin)號(hao)協(xie)議(yi),接(jie)收(shou)芯(xin)片(pian)滿(man)足(zu)信(xin)號(hao)協(xie)議(yi),那(na)這(zhe)樣(yang)發(fa)送(song)與(yu)接(jie)收(shou)芯(xin)片(pian)就(jiu)能(neng)正(zheng)常(chang)的(de)通(tong)信(xin)了(le)。而(er)信(xin)號(hao)協(xie)議(yi)中(zhong),基(ji)本(ben)上(shang)是(shi)不(bu)會(hui)要(yao)求(qiu)通(tong)道(dao)走(zou)多(duo)長(chang)打(da)多(duo)少(shao)個(ge)孔(kong)的(de),而(er)是(shi)以(yi)插(cha)損(sun),回(hui)損(sun),模(mo)態(tai)轉(zhuan)換(huan)等(deng)指(zhi)標(biao)去(qu)約(yue)束(shu)。要(yao)知(zhi)道(dao)一(yi)個(ge)做(zuo)得(de)好(hao)的(de)過(guo)孔(kong)損(sun)耗(hao)可(ke)能(neng)隻(zhi)有(you)0.2dB,一個做得差的的過孔損耗會達到2dB。而SI工程師不可能要求設計工程師把走線,過孔做到多少dB以下(如果是這樣的話SI工程師也就沒有存在的意義了),而會將這些變成過孔個數的要求,過孔結構的要求,走線長度的要求等等,也就成為了我們的layout guide。
讓我們來對比一下過孔少stub長,以及過孔多無stub。下麵的比較中,藍色通道為一個過孔,過孔長度為10mil,stub為70mil;紅色通道為兩個過孔,過孔長度為70mil,stub為10mil。唯一的變量為過孔的阻抗。
當過孔阻抗做的很好(50歐姆)時,插損曲線是這樣子的:

當過孔阻抗偏低(34歐姆)時,插損曲線是這樣子的:

當過孔阻抗偏高(71.5歐姆)時,插損曲線是這樣子的。

可ke以yi看kan到dao,如ru果guo阻zu抗kang做zuo的de好hao的de話hua,通tong道dao本ben身shen的de參can數shu也ye是shi非fei常chang好hao的de,這zhe個ge結jie論lun不bu止zhi適shi用yong於yu兩liang個ge過guo孔kong,同tong時shi適shi用yong於yu多duo個ge過guo孔kong。而er阻zu抗kang偏pian小xiao的de情qing況kuang下xia,孔kong多duostub短也是優於一個長stub的。至於阻抗偏高的情況,10G之前單個過孔會比孔多stub短好一些,但是這種情況基本上是不需要考慮的了,如果過孔阻抗有那麼容易偏高的話,SI工程師也不需要那麼辛苦的去優化過孔了。
但是,注意這裏有但是。Stub長chang的de問wen題ti,通tong過guo背bei鑽zuan非fei常chang容rong易yi解jie決jue。而er過guo孔kong阻zu抗kang優you化hua這zhe件jian事shi情qing,就jiu不bu是shi那na麼me簡jian單dan了le,需xu要yao一yi定ding的de經jing驗yan積ji累lei。而er且qie過guo多duo的de過guo孔kong,可ke能neng會hui使shi過guo多duo的de噪zao聲sheng注zhu入ru平ping麵mian腔qiang體ti,造zao成cheng整zheng個ge係xi統tong的de不bu穩wen定ding,這zhe個ge也ye需xu要yao綜zong合he把ba控kong。
回到最開始的問題,通常12Gbps的信號,30mil的stub是可以接受的,略微做一些阻抗優化(選用8-10mil的過孔,稍微將反焊盤加大一些),三個過孔也並不算多。小陳這邊調試成功的12G案例中,通道較複雜的有6對過孔+三個連接器+接近半米長的走線。
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