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你的高速PCB主板80分,我的接口板80分,配合一起用才60分?

發布時間:2026-05-18 16:41:57

兩個印刷電(diàn)路板的插入損耗各10dB,級聯在一起20dB大家可能沒太多意見;但是兩個板子回波損耗各15dB,級聯在一起還有15dB?可能你們(men)真的是想太多了……

高速先生成員--黃剛

做(zuò)多了高速信號鏈路的設計和仿真後(hòu),不管協議的林林總總,從結構上分,無非就是兩類:要麽就是純板內的高(gāo)速信號,例如板內的芯片到芯(xīn)片的高速鏈路;要麽就跨板信號,也就是收發芯片在兩(liǎng)個不同的PCB板上,高(gāo)速(sù)信號需要跨板連(lián)接。又或許是同一個高速協議的信號,也可能一塊PCB板走完和分兩塊不同的板去走。

例如大家比較(jiào)熟悉的PCIE5.0信號,總的損耗要求(qiú)是36dB。我們看到的大多數的應用場(chǎng)景都是主板+金手指卡的係統,協(xié)議對這兩部分的損(sǔn)耗也有明確的要求,所以從這個(gè)角度來(lái)說,這種跨板的鏈路,損(sǔn)耗是很好分的。

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插入損耗可以通過兩(liǎng)個(gè)板子單獨來量化,那回波損耗呢?同樣也能單獨(dú)每塊板子來定義嗎?還是以(yǐ)上(shàng)麵的PCIE協(xié)議來舉例,一般來(lái)說協議會定義通道的回波損耗大概會在8到10dB的(de)樣子。按照插入損耗的邏輯,是不是就意味著如果主板和金手指板卡兩塊板(bǎn)的回波損耗都做到10dB之後,合起來使用的通道回波(bō)損耗也一定能在10dB呢?

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又到了舉(jǔ)個栗子的時候了!我們首先營造出兩個具(jù)有一定值回波損耗的PCB板,就叫它PCB板1和PCB板2吧(ba)。

Case1:PCB板1和(hé)PCB板(bǎn)2都(dōu)有一個110歐姆的突變點。

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兩塊板的阻抗曲線如下,鏈路(lù)中間均有一個110歐姆左右的阻抗突變點,如下所示(shì):

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這時候兩塊板子單獨的回波損耗均為(wéi):17dB@25GHz。

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那麽如果把這兩個板子級(jí)聯在(zài)一起,從全鏈(liàn)路的阻抗(kàng)曲線(xiàn)看,就是(shì)有兩個(gè)110歐姆的阻抗突變(biàn)點了:

386-06.png 

那麽大家猜猜這個級聯之後的鏈(liàn)路回波損耗還(hái)會是17dB嗎?

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噔的一聲,結果出來了(le),上述兩個17dB的板子級聯(lián)的話,回波損耗居然隻有11dB!!!

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那大家可(kě)能(néng)忍不住又要問了,你(nǐ)這個是因為兩塊板子都各有(yǒu)一(yī)個(gè)110歐姆的阻抗高點,兩(liǎng)個突變點都是大於(yú)100歐姆的同方向突變點,如果是(shì)一(yī)塊板110歐姆突變點,另外(wài)一塊(kuài)板90歐(ōu)姆突變(biàn)點的話,會不會有一種互(hù)相補充的效果呢(ne)?可能就立馬會好了哦!

386-09.png 

所以(yǐ)case2的示意圖就像下(xià)麵這樣了(le):

386-10.png 

從TDR阻(zǔ)抗來看,兩塊板(bǎn)子的阻抗曲線如下:板子1-110歐姆,板子2-90歐姆(mǔ)。

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從(cóng)單獨每塊板子的回波損耗結果看是這樣的:板子1-17dB,板子2-16dB。

386-12.png 

又是驗證大家想法的時候了,一個110歐姆,一個90歐姆的反(fǎn)向阻抗突變點,兩塊板子級聯後的回波(bō)損耗到(dào)底會(huì)不(bú)會變好呢?首先(xiān)我們還是來看看級聯後的全鏈路阻抗,能夠清楚的看到這兩(liǎng)個突變點。

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回波(bō)損耗到底怎麽樣呢(ne)?時間關係(xì)不賣關(guān)子了,直接看下圖!

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額(é),感覺比兩個同向的110歐姆阻抗(kàng)突變點級聯還差???從驗證結果上看起來至少不比它好。

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行吧行吧,簡(jiǎn)單總結下哈。遇到這種兩(liǎng)塊以上板子去配合使用的場景,插入損(sǔn)耗或許可以直接相加得到總數,但是回波損耗(hào)是萬萬(wàn)不能的。那麽對設計和仿真端的朋友有什(shí)麽啟發呢?首先當然就是鏈路的阻抗優化和(hé)匹配很重(chóng)要,然後就(jiù)是對於回波損耗指標的分配(pèi),絕對不能以開頭(tóu)所說的那樣,總的回波(bō)損耗(hào)要求做到(dào)15dB,那我們分到每塊板隻要都做到(dào)15dB就夠了,這種思想很危險,而且是錯誤的哈(hā)!另外再深入一下,如果我們隻做這個係統裏麵(miàn)的一塊板子,哪怕是別人告訴你,他做的(de)另外一塊板子回波損耗(hào)能做到(dào)15dB,你(nǐ)也不要掉以輕心,最好你還是把你自己(jǐ)這塊板子(zǐ)的指標嚴格要求到20dB以下(xià),這樣和別人的板子配合起來可能總鏈路的回波損(sǔn)耗才做到15dB哦,是不(bú)是頓(dùn)時就感覺壓力很大呢,就好像下圖這個情況一樣被動了(le)。

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問題:如果是你們的產品,隻是係統裏麵的其中一塊板子,那麽插入損耗和回波損耗怎麽去定呢?高速先生(shēng)想聽聽(tīng)大家不同的處理方案!

 

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