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既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

 xpxys99 2019-12-18

上期文章,高速先生模擬了五種情況做對(duì)比,同時(shí)也給出了時(shí)延差值。下面我們來(lái)看看,為什么會(huì)出現(xiàn)此類(lèi)時(shí)延差異?

既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

Case1:過(guò)孔帶來(lái)的時(shí)延差值為11ps,這個(gè)就很好理解了,過(guò)孔有一定的物理長(zhǎng)度,該過(guò)孔長(zhǎng)1mm,過(guò)孔本身還具有寄生電容和寄生電感,所以實(shí)際帶給信號(hào)的傳輸線延會(huì)比普通傳輸線要大,本例中是11ps,而且這個(gè)延時(shí)跟頻率有一定關(guān)系。使用軟件單獨(dú)提取該過(guò)孔的模型,如下圖,過(guò)孔的延時(shí)為10ps,與仿真得到的11ps差不多。

既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

Case2:1倍線寬的蛇形繞線帶來(lái)的延時(shí)差異是-10ps,比參考線快了10ps,造成延時(shí)差異的主要原因是信號(hào)的自耦合現(xiàn)象。在繞蛇形線的時(shí)候,期望的信號(hào)傳輸路徑是沿著下圖紅色箭頭傳輸,可是由于蛇形線之間的距離太近,導(dǎo)致信號(hào)實(shí)際傳輸路徑是下圖綠色箭頭所指示的那樣(當(dāng)然,實(shí)際上信號(hào)也不會(huì)以綠色箭頭那樣傳輸,在這里這么標(biāo)注只為了大家更形象的理解記憶,后期會(huì)有詳細(xì)解釋)。所以就導(dǎo)致了信號(hào)提前到達(dá)接收端。

既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

如果把蛇形線之間的間距拉開(kāi),比如從1倍線寬拉到3倍線寬,信號(hào)的延時(shí)差異立刻縮小到-2ps,差異就沒(méi)有那么大了。所以在使用蛇形線匹配長(zhǎng)度時(shí),要注意蛇形線之間的間距一定要拉開(kāi),拉開(kāi)多遠(yuǎn)可參考下圖

既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

Case3:當(dāng)參考線跨過(guò)50mil的分割線時(shí),帶來(lái)的延時(shí)為14ps。在PCB設(shè)計(jì)中,同一層的平面常常會(huì)因?yàn)椴煌挠猛径指铋_(kāi)來(lái),由此就會(huì)導(dǎo)致很多分割線。眾所周知,傳輸線由信號(hào)路徑和返回路徑組成,信號(hào)的返回路徑通常在距離信號(hào)路徑最近的參考層上,且在信號(hào)路徑正下方(如下圖紅色圓圈)。如果跨過(guò)分割線,信號(hào)的返回路徑被切斷,信號(hào)就要尋找其他的返回路徑回流,因此信號(hào)的回路面積就增大(如下圖藍(lán)色圓圈),傳輸線延時(shí)就會(huì)增大。

既等長(zhǎng),為何不等時(shí)(2)

問(wèn)題來(lái)了:有哪些辦法可以增大過(guò)孔的電感效應(yīng)或者減小電容效應(yīng),從而達(dá)到增大過(guò)孔阻抗的作用?

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