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(duo)stub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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