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      S参数震荡原因总结

      来源:一博自媒体 时间:2015-4-29 类别:技术案例

      作者:王萍  一博科技高速先生团队队员    系列:S参数

      S参数的震荡是什么原因引起的呢? 从插损图看到的震荡其实就是传输能量大幅跌落,那么哪些原因会造成能量的损失呢?当然主要是反射,串扰。



      ?反射是由阻抗不匹配引起的,下图蓝色是一根阻抗完全匹配的传输线,红色为中间有一段500mil的阻抗不匹配的传输线,两根线是完全等长的,看震荡出现了。由之前的反射详解所述,阻抗不匹配长度对应了震荡频率,阻抗差异对应震荡幅度。


       插损(S21)                回损(S11)


      还有一个通道中震荡最明显的就是过孔残桩,当残桩长度为四分之一波长时,过孔处传输能量和反射能量叠加后互相抵消,造成了能量大幅跌落。所以对于高速信号传输,背钻是最常见的优化方式


      插损(S21)

       
      串扰本质就是能量耦合,能量耦合去了别处,自己的能量就少了呀。看下面这幅图,乍一看是不是认为又是哪个菜鸟设计人员没有背钻啊?


      No,这是两根间距10mil的微带线其中一根的插损曲线。单根都是标准的50ohm哟。咋回事呢?看下图,近端串扰和反射都是正常的,远端串扰最大-5.8db,也就是50%的能量去别人家,吸血吗?这要是靠的再近些,不是连渣都不剩了?


        近端串扰                 远端串扰                   反射


      哈哈,所以高速信号不建议走单根微带线,走差分线,我传给你,你又还给我,大家两不相欠。

      那都走差分线了,串扰不是问题,控制好阻抗就和震荡挥挥手了吗?嘿,我们差分线也是有要求的,好吗?差分线最重要的就是模态转换,影响模态转换最直接的就是skew。亲们,下图也不是过孔谐振哦,而是当两个差分线长度差距是300mil时的差分线插损。


      差损(SDD21)

       怎么这样啊!看下图:


                     SDD11                                SDC21

       
      左图显示反射是没问题的,反射能量都在-30db以下,问题在于差模都转成共模了。我们都知道差分线是两条传输线分别传输相位相反(相位相差180度)的信号,在接收端相减得到两倍的幅值。如果两根线不等长,就有一部分转化为共模信号。300mil对应着10Ghz的二分之一波长。当长度差为二分之一波长,也就是两信号相位差为零,那么接收端相减后差分能量全部阵亡,全变成共模了。

       
      当然这是个极端情况,无论是哪位工程师也不能容忍差分信号长度差这么多,一般都是5mil以内。



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