專家開講:繞線與時序(一)
發布時間:2015-12-30 責任編輯:sherry
【導讀】前兩周隔壁小王同學在《既等長,為何不等時》的文章中已經提到了繞線對延時的影響了,在這裏小陳附帶上一些數據讓大家有更量化的認識。想必說到“量化的認識”這幾個字,大家也知道小陳又要跟大家說“隻是錦上添花啊,吧啦吧啦•••”;“對信號影響很小啦,吧啦吧啦•••”。嗬嗬,沒錯,大家猜對了。
在做設計的時候大家確實會糾結於如何繞線,這裏的繞線指的是做差分線的對內等長。糾結之處其實也就在於大波浪or小波浪。讓我們先來看看微帶線。
DUT如下圖,最左邊的是沒有做等長的,兩線長度差125mil;中間是用小波浪做補償的;右邊是用大波浪做補償的:

他們三條走線的延時差如下圖:

可以看到,小波浪繞線等長基本上就等時了,而原本不繞線時,藍色比紅色傳輸時間長13ps,大(da)波(bo)浪(lang)繞(rao)線(xian)之(zhi)後(hou)藍(lan)色(se)的(de)傳(chuan)輸(shu)延(yan)時(shi)反(fan)而(er)比(bi)紅(hong)色(se)的(de)快(kuai)了(le),並(bing)且(qie)整(zheng)體(ti)的(de)傳(chuan)輸(shu)延(yan)時(shi)加(jia)大(da)了(le)。這(zhe)裏(li)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)分(fen)布(bu)比(bi)較(jiao)複(fu)雜(za),大(da)家(jia)可(ke)以(yi)看(kan)到(dao)其(qi)實(shi)不(bu)繞(rao)線(xian)以(yi)及(ji)大(da)波(bo)浪(lang)繞(rao)線(xian)N與P的上升時間其實都不一樣了,之後講S參數時大家可以在各諧波的相位上看到更明顯的區別。
我們再來看SCD21,時域與頻域其實是吻合的,小波浪繞線的SCD21在10GHz之前基本在-30dB以下。而不繞線與大波浪繞線的SCD21明顯要更大。(10GHz以上的部分不要糾結,其實這些頻率分量不繞線的N與P不是沒有相位差,而是差了一個周期,所以會這樣)

說到這裏,在理解奇偶模傳輸的時候,大家可以像平時看到的這幅圖這樣認為信號直接穿過去了:

但是,信號可是不會跳的。實際上的傳輸速度隻符合一個公式那就是v=1/√(ε_0 ε_r μ_0 μ_r )或者 v=1/√LC。
當波浪兩邊較近的時候,走線的C是增大的,而L是變小的,到這裏我們並沒有辦法分辨出傳輸速度是變快還是變慢。表層微帶線由於走線下方是介質,介電常數為4.2;上方是空氣,介電常數是1。兩線靠近時,更多的電力線分布在空氣中,感受到的介電常數變小,所以傳輸速度變快了。

所以針對微帶線,高速先生建議是:盡量少繞;繞的話盡量使用小波浪繞線;當然也要注意到3GHz(6Gbps)之內,繞線方式是基本不會對信號質量有太大影響的。
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