关于科技:深度揭秘信号孔旁边到底需要几个地过孔

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作者:一博科技高速学生自媒体成员 黄刚
大家预计晓得一对高速信号孔旁边须要加地过孔,然而要加多少个呢?置信宽广粉丝们心里是没底的,别急!高速学生明天帮大家量化进去哈。

咱们晓得,过孔是高速链路中比拟难设计和量化的一个构造,它有很多变量都能或多或少影响着过孔的阻抗和损耗,例如下图一样。过孔的孔径、过孔的焊盘、过孔的反焊盘、过孔的残桩甚至包含立体的数量这些都是影响的因素。

甚至有一些简略的计算软件也会把这些变量的影响量化进去,从而依据这些变量计算出一个过孔的阻抗。感觉在短少仿真的状况下也能大略失去过孔的阻抗了!

确实,有一些软件能大略量化出单个过孔的阻抗。然而如果是上面的差分过孔呢?除了单端过孔的影响因素外,还有差分过孔自身的一些影响因素,例如信号过孔间的间隔,还有就是明天要说的差分过孔旁边的地过孔!

回到结尾的问题,大家必定晓得一对差分过孔旁边须要加地过孔,起因是什么呢?很多敌人们会答复说是回流,提供回流门路。当然这是对的,那会不会有很多敌人就感觉我只有有一个地过孔就 ok 了,地过孔的多少对过孔的阻抗又不会有太大的影响。事实真的是这样吗?高速学生明天就给大家用测试数据的形式量化进去!

为了验证地过孔数量不同对这个差分过孔的影响,咱们特意做了一组不同 case 的过孔,别离是 1 个过孔,2 个过孔,3 个过孔,4 个过孔,他们到信号过孔的间隔保持一致,设计如下所示:

而后咱们就静静期待这块测试板的实现,实现后高速学生第一工夫进行了测试,这个测试后果预计对于大家来说既在意料之中又在意料之外!

首先咱们来看看过孔的回波损耗,它很大水平上表征了过孔的阻抗和反射问题,从回波损耗的后果来看,预计和大多数敌人的想法是一样的,就是地过孔的数量不怎么会影响过孔的阻抗,因而咱们能看到回波损耗在 40GHz 这种超高频下的差别都不大!

那是不是就是没有影响呢?别急,咱们还有另外一个很重要的指标,那就是插入损耗,也就是咱们常常说的损耗。要是这个指标也没有差别,那能力说地过孔数量对信号过孔没啥影响哈!

最出乎意料的后果来了,咱们看看插入损耗的后果,还是发现有十分大的差别。

咱们能看到随着地过孔数量的减少,损耗在高频越来越线性,相同地过孔数量较小,尤其是只有一个地过孔的时候,在高频的好转水平明显增加,为什么会这样呢,怎么解释?

咱们能够通过两个技术角度去解释,一是从回流门路的角度,咱们晓得地过孔是信号孔的次要回流门路,过孔是有它自身的寄生电感的,随着地过孔数量的减少,寄生电感呈一个并联的构造,因而总的回路电感会减小,电感小了,高频的阻抗就会升高,因而回流门路阻抗升高,损耗变小。另外咱们还能够从包裹能量的角度来看,为什么同轴线缆的屏蔽成果好,因为它的外径是全副通过地来包住的,因而能量不会消散进来,通过这个角度,过孔和地过孔也是这个原理,地过孔越多,包得越密,高频能量天然就能保留得很多,因而高频的损耗就变小了。

那回到咱们 PCB 设计工程师这边,如果咱们要通过差分过孔来传输高速信号,咱们会在差分过孔旁边加几个地过孔呢?咱们作为本期文章的问题来问问敌人们哈!

正文完
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