難以置信!PCB損耗(hào)大了2倍(bèi),原因是高速信號(hào)自己被自(zì)己串擾了
發(fā)布時間:2025-04-14 10:55:14
高速先生成員-- 黃剛
相信高速先生的粉絲都知道我們有(yǒu)差不多上千的設計(jì)工程(chéng)師了吧(ba)。既然有那麽多人,那麽每天發生點奇奇怪怪的案例就是很不奇怪的事情了!一(yī)天下午,Chris正愁著下周不知道給大家看點啥文章的時(shí)候,百無聊賴中翻翻之前的案例,找到多年之前的一個看起來很正常,揭秘起來又(yòu)感覺很有趣的高速設計案例(lì),決定拿出來給大家(jiā)分享下,讓我們成千上(shàng)萬的粉(fěn)絲一起後怕起來。

是的,我相信這個設計的確是很常見的做法,十(shí)個設計工程師可能有5個都曾(céng)經這樣做過。相信Chris一(yī)說出來,你們立馬就要對(duì)號入座了。想當年,這事情的開頭是源自於我司某分部的資深設計同事C君給Chris發過來的信(xìn)息。

小(xiǎo)圖(tú)片看不清(qīng)是什麽設計是吧,Chris也一樣。當(dāng)Chris把它點開之後,哦!!!原來是在高速連接器扇(shàn)出(chū)的走線設計,大(dà)家也覺得很普(pǔ)通吧!

無(wú)非就是出線通道(dào)可(kě)能被擋住(zhù)了,隻能從下麵繞一下再往上扇出唄(bei)。再給大家看一張整體的(de)出線圖,大家就明白了。的確(què),很多工程師都會(huì)這樣扇出。

Chris一(yī)直都(dōu)是個對技術很執著的人,這個雖然不是(shì)仿真的項目,也毫不猶豫的拿過來,打算自己驗證下到底有(yǒu)沒有影響。畢(bì)竟這對信號的速率是高達28Gbps,而且Chris其實也是覺得會有影響的。

二話不說,拿到板子之後,Chris就專門針對這種繞著連接器走(zǒu)的信號進行了(le)3D的建模(mó),就是(shì)下麵這個樣子了。

經過七七二十一分鍾的仿真時間(jiān)後,仿真結果(guǒ)出來了。從損耗的結果上看(kàn),也沒什麽異(yì)常啊!

雖然不是非常非常線性,但是在28Gbps用到的頻段內也還是不錯,損耗大概1.5dB的樣(yàng)子(zǐ),然後在很高頻後才有明顯的(de)跌落。那大家就放心了嘛,原(yuán)來Chris驗證之後的確也沒有很嚴重的問題嘛。

咋(zǎ)滴,文章就這樣完了?那當然不(bú)會啦,這(zhè)樣(yàng)顯得多(duō)沒意思啊!上麵的結果看起來(lái)是沒有很(hěn)致命的影響,但是沒有經過和好的設計對比,你怎麽知道它沒有傷害呢?關(guān)鍵是問題來了,怎麽才能有一個和它能對比的(de)好的設計呢?

也沒那麽難了,大家應該都公認的不在連接器裏麵繞一圈,直接扇出應該(gāi)算好的設計了吧。然後(hòu)我們把直接扇(shàn)出的走線長度做成了繞線的(de)長度(dù)一樣,那就(jiù)是一組很(hěn)有價值的對比模型(xíng)了,就像(xiàng)下麵這(zhè)樣。

又過了七七二十一分鍾,對比(bǐ)的仿真(zhēn)結果(guǒ)也(yě)出來了。果然經不起對比,上麵繞線的結果瞬間讓人覺得還是很差的哦(ò)。在28Gbps速率對應(yīng)的(de)頻率下(xià),好的case損耗才0.5dB,足足好了1dB。如果速率再往上提的話,差距(jù)可能就是3dB,5dB以上(shàng)了,這就是很大的差(chà)異了哦。

果然,作(zuò)為SI工程師,的確(què)需要(yào)有這個直覺。在速率慢慢變高的情況下,你隻要發現和平時常見的設計不一樣的情況,都要抱(bào)著懷疑的態度,從理論到仿(fǎng)真去進行驗證。不要以為串擾隻會發生(shēng)在信號與(yǔ)信號之間,而忽略了信號本身對自己帶來的影響。算你們運(yùn)氣好,這個case從影響程度上看,對28Gbps以(yǐ)下的信號還不算致命,實在沒空間走線,這樣(yàng)做下也不一定會(huì)出啥功能的問題,再高些速率就危險了哦!
