高速先生成員-- 黃剛

據說人生這三個方式能解決幾乎所有生活中遇到的問題：“多（duō）喝水”、“重啟”和“不行就算了”。放（fàng）在高速先生前麵的話，“喝水”和“重啟”自然不在話下；對於“不行就算”？努力的高速先生通常不會，但是麵對下麵這個測試，高速先生也一度產生了（le）這個想法……

高速先生聽說過很多（duō）SI的結論，也通過測試能逐一的（de）把它們呈現出（chū）來。我們（men）做過了幾十款（kuǎn）的（de）測試板去驗（yàn）證業界已有（yǒu）的或者（zhě）自己（jǐ）腦洞大開“創（chuàng）造”出來的一（yī）些SI的結論，基本上大多都是通過一次測試（shì）就能把結論（lùn）驗證清楚，然而有一個DUT（待測物），高速先生印象中（zhōng）做了5，6個測試板都依（yī）然沒把它真實的特性測試出來。嗯，沒錯，就是今天的主人公，玻纖效應。它的影響（xiǎng）和原因高速（sù）先生已經在以往的文章中分享了N+1遍了，這裏再再再一次不重複了哈。但（dàn）是理論是理論，那麽到底（dǐ）能不能從真正測（cè）試中去測出來它的（de）影響呢？我相（xiàng）信業界都很想測試出來而又（yòu）很難以測試出來。高速先生以往也一直很努力想去實現這（zhè）個目的，一（yī）開始高速先生也和業界一樣，使用著最常規的方法進行玻纖效（xiào）應的測試，那就是“碰運氣”。也就是做一大把一樣的差分（fèn）線在測試板上或者在同一批次上，希望總有那麽幾對能呈現出玻纖效應（yīng）的影響特（tè）性出來。

是（shì）的，我們期望的是（shì）在可能幾十對差分（fèn）線裏麵發現一對是下麵這個樣子的，也就（jiù）是（shì）剛好一根走在玻纖上，一根走在空窗上，這樣的話才能看到由玻纖布帶來的影響（xiǎng）。

因此為了驗證的（de）效果我們（men）一般都會選取玻纖開窗比（bǐ）較大的PP類型，也就是傳說中的“1080”。由於它的玻（bō）纖編織窗口比較大，玻纖和窗口（也就是（shì）填滿樹脂的位置）的DK（介電常（cháng）數（shù））會有所差異，我們（men）差分（fèn）線P和N分別走到（dào）不（bú）同DK的位置表現出來的影響就稱為玻纖（xiān）效應咯。它的影響主（zhǔ）要來（lái）自P和N經曆了不同（tóng）介電常數（shù）之後的延（yán）時會不（bú）同，我們（men）知（zhī）道skew對差分（fèn）線會產生比較大的影響，這和走（zǒu）線的（de）不等長產生的時序問題是類似的。

關於時序，可以觀看下高速先生隊長親自（zì）拍攝的視頻哈，講得通俗易懂。

但（dàn）是現實中差分線不會那麽聽話（huà）的剛好（hǎo）走（zǒu）到這個特定的位置，因為加工的時候對PP的裁剪和擺放都是隨機的，而我們設計的走線是無法預先知道，所以對於這種（zhǒng）偶然的現象，一般來說測（cè）試很多對5inch，10inch的差分線都是以下這個結果。差分對間P和N的skew也就是那麽1ps以內，壓根測試不出來理論上所（suǒ）說（shuō）的幾個ps到10幾ps的差別。

高速先生的測（cè）試經驗告訴（sù）我們，通過增加測試的差分對數量去捕捉玻纖效應並不（bú）一定能成功（很大概率會無功而返），原因在於（yú）設計的差分線並不能很好的找到玻纖布空窗的位置，另外差分線的線寬和間距和玻纖的間隙也會互相（xiàng）重疊。因（yīn）此我們能（néng）不能找到一個可（kě）以無視前麵的限（xiàn）製的測試思路呢？

高速先生對玻纖（xiān）布進行了一些（xiē）定量的研（yán）究，發現它們有幾個特（tè）點，一是有（yǒu）規律的編織，每一行（háng）/列基本一致；另（lìng）外是空窗的（de）大小在幾（jǐ）mil到十幾（jǐ）mil之間（看不同的pp類型）。然後……高速先生就想到（dào）了（le）一個理論上一定能測試玻纖效應的方法！

來（lái）了來了，本文的核心內容來啦！我們用單端線進行設計，這樣首先就能規避差分線同時在空窗或者玻纖上從而掩（yǎn）蓋玻纖效應的問題，然後（hòu）我們同樣的（de）做8到10根單端線（xiàn），但是和之前任意擺放不（bú）同（tóng）的是，我們這邊的單端線要遵循一個規律，就是以1mil的間距進行遞增來擺放，也就是下圖這個設（shè）計了。

為什（shí）麽要把間距做成這樣了，估計厲害的粉絲們已經看明（míng）白了。就是讓設計（jì）在玻纖的無規律中去捕捉（zhuō）規律，我們雖然不知道哪（nǎ）個地方是我（wǒ）們需（xū）要的空窗位置，但是按照玻纖（xiān）的排列方式以及空窗（chuāng）的大概長度，我們以1mil進行有規律的遞增時，理論上總有一根（gēn）能進入到空窗裏（lǐ）麵，當（dāng）然也（yě）會有一些完全不（bú）在空窗裏，正好能測試出兩個極端的情（qíng）況。

說做就做，我們立馬進行了設計，然後一會之後就拿到了加工出來的板子。高速先生迫不及待進行了測試，從測試結果來（lái）看果然驗證了之前的（de）設想。我們測試了同一個板上設計的有規律單（dān）端線，然後去看每根線的延（yán）時對（duì）比。我們把每根走（zǒu）線的延時匯總在一起發現，最極端的兩（liǎng）根（gēn）單端線的延時差達到了16ps！！！

這個時候大家可能無法想象到為什麽高速先生會對16ps連給（gěi）三個“！”，我們（men）還可以做這麽一（yī）個操作：把（bǎ）任意兩根單端線合成一對差分（fèn）線，來看（kàn）差分線（xiàn）的損耗結果。我們從上麵的很多根單端裏選出兩個延時差（chà）異最大和兩根差異最小的來進行差分合成，它們的損耗和（hé）模態轉換結果對比如下：

可以看到插入損耗在（zài）10GHz以後就明顯的變差，後麵頻段的損耗幾乎增加了一倍。當然這都是由於兩根單端線的延時造成模態的轉換，所以也是充分說明了對內skew的（de）差異對差分線的影響程度了。