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作者 | 黃剛（一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)隊(duì)員）7 i. }/ x& _1 L- i/ }% x( W
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據(jù)說人生這三個(gè)方式能解決幾乎所有生活中遇到的問題：“多喝水”、“重啟”和“不行就算了”。放在高速先生前面的話，“喝水”和“重啟”自然不在話下；對(duì)于“不行就算”？努力的高速先生通常不會(huì)，但是面對(duì)下面這個(gè)測(cè)試，高速先生也一度產(chǎn)生了這個(gè)想法……0 c' ^ M* x7 d+ m k
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高速先生聽說過很多SI的結(jié)論，也通過測(cè)試能逐一的把它們呈現(xiàn)出來。我們做過了幾十款的測(cè)試板去驗(yàn)證業(yè)界已有的或者自己腦洞大開“創(chuàng)造”出來的一些SI的結(jié)論，基本上大多都是通過一次測(cè)試就能把結(jié)論驗(yàn)證清楚，然而有一個(gè)DUT（待測(cè)物），高速先生印象中做了5，6個(gè)測(cè)試板都依然沒把它真實(shí)的特性測(cè)試出來。恩，沒錯(cuò)，就是今天的主人公，玻纖效應(yīng)。它的影響和原因高速先生已經(jīng)在以往的文章中分享了N+1遍了，這里再再再一次不重復(fù)了哈。但是理論是理論，那么到底能不能從真正測(cè)試中去測(cè)出來它的影響呢？我相信業(yè)界都很想測(cè)試出來而又很難以測(cè)試出來。高速先生以往也一直很努力想去實(shí)現(xiàn)這個(gè)目的，一開始高速先生也和業(yè)界一樣，使用著最常規(guī)的方法進(jìn)行玻纖效應(yīng)的測(cè)試，那就是“碰運(yùn)氣”。也就是做一大把一樣的差分線在測(cè)試板上或者在同一批次上，希望總有那么幾對(duì)能呈現(xiàn)出玻纖效應(yīng)的影響特性出來。
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* A$ \$ a- f2 F# Z9 R, H是的，我們期望的是在可能幾十對(duì)差分線里面發(fā)現(xiàn)一對(duì)是下面這個(gè)樣子的，也就是剛好一根走在玻纖上，一根走線空窗上，這樣的話才能看到由玻纖布帶來的影響。
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9 i4 D- `. N2 M+ f! h因此為了驗(yàn)證的效果我們一般都會(huì)選取玻纖開窗比較大的PP類型，也就是傳說中的“1080”。由于它的玻纖編織窗口比較大，玻纖和窗口（也就是填滿樹脂的位置）的DK（介電常數(shù)）會(huì)有所差異，我們差分線P和N分別走到不同DK的位置表現(xiàn)出來的影響就稱為玻纖效應(yīng)咯。它的影響主要來自和P和N經(jīng)歷了不同介電常數(shù)之后的延時(shí)會(huì)不同，我們知道skew對(duì)差分線會(huì)產(chǎn)生比較大的影響，這和走線的不等長(zhǎng)產(chǎn)生的時(shí)序問題是類似的。
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* q0 w; o! v* \* T% O3 s y4 m關(guān)于時(shí)序，可以觀看下高速先生隊(duì)長(zhǎng)親自拍攝的視頻哈，講得通俗易懂。
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但是現(xiàn)實(shí)中差分線不會(huì)那么聽話的剛好走到這個(gè)特定的位置，因?yàn)榧庸さ臅r(shí)候?qū)P的裁剪和擺放都是隨機(jī)的，而我們?cè)O(shè)計(jì)的走線是無法預(yù)先知道，所以對(duì)于這種偶然的現(xiàn)象，一般來說測(cè)試很多對(duì)5inch，10inch的差分線都是以下這個(gè)結(jié)果。差分對(duì)間P和N的skew也就是那么1ps以內(nèi)，壓根測(cè)試不出來理論上所說的幾個(gè)ps到10幾ps的差別。 ^% E& Q$ o- _; }% H) Z7 w8 t
% Y) g4 b; w' w) D! S高速先生的測(cè)試經(jīng)驗(yàn)告訴我們，通過增加測(cè)試的差分對(duì)數(shù)量去捕捉玻纖效應(yīng)并不一定能成功（很大概率會(huì)無功而返），原因在于設(shè)計(jì)的差分線并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(huì)互相重疊。因此我們能不能找到一個(gè)可以無視前面的限制的測(cè)試思路呢？, O3 D; N- S H" K; T* p+ v
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高速先生對(duì)玻纖布進(jìn)行了一些定量的研究，發(fā)現(xiàn)它們有幾個(gè)特點(diǎn)，一是有規(guī)律的編織，每一行/列基本一致；另外是空窗的大小在幾mil到十幾mil之間（看不同的pp類型）。然后……高速先生就想到了一個(gè)理論上一定能測(cè)試玻纖效應(yīng)的方法！5 t# O F8 H2 ?' m0 }6 @: R
) d" d Y& Q- X4 ~來了來了，本文的核心內(nèi)容來啦！我們用單端線進(jìn)行設(shè)計(jì)，這樣首先就能規(guī)避差分線同時(shí)在空窗或者玻纖上從而掩蓋玻纖效應(yīng)的問題，然后我們同樣的做8到10根單端線，但是和之前任意擺放不同的是，我們這邊的單端線要遵循一個(gè)規(guī)律，就是以1mil的間距進(jìn)行遞增來擺放，也就是下圖這個(gè)設(shè)計(jì)了。
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為什么要把間距做成這樣了，估計(jì)厲害的粉絲們已經(jīng)看明白了。就是讓設(shè)計(jì)在玻纖的無規(guī)律中去捕捉規(guī)律，我們雖然不知道哪個(gè)地方是我們需要的空窗位置，但是按照玻纖的排列方式以及空窗的大概長(zhǎng)度，我們以1mil進(jìn)行有規(guī)律的遞增時(shí)，理論上總有一根能進(jìn)入到空窗里面，當(dāng)然也會(huì)有一些完全不在空窗里，正好能測(cè)試出兩個(gè)極端的情況。
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: J: o/ Q* i+ _4 x1 c說做就說，我們立馬進(jìn)行了設(shè)計(jì)，然后一會(huì)之后就拿到了加工出來的板子。高速先生迫不及待進(jìn)行了測(cè)試，從測(cè)試結(jié)果來看果然驗(yàn)證了之前的設(shè)想。我們測(cè)試了同一個(gè)板上設(shè)計(jì)的有規(guī)律單端線，然后去看每根線的延時(shí)對(duì)比。我們把每根走線的延時(shí)匯總在一起發(fā)現(xiàn)，最極端的兩根單端線的延時(shí)差達(dá)到了16ps�。�！
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" Y) |! R' R# P: K" y這個(gè)時(shí)候大家可能無法想象到為什么高速先生會(huì)對(duì)16ps連給三個(gè)“！”，我們還可以做這么一個(gè)操作：把任意兩根單端線合成一對(duì)差分線，來看差分線的損耗結(jié)果。我們從上面的很多根單端里選出兩個(gè)延時(shí)差異最大和兩根差異最小的來進(jìn)行差分合成，它們的損耗和模態(tài)轉(zhuǎn)換結(jié)果對(duì)比如下：- Q6 R/ ]) [) W+ G& d
' T) h( H3 z, L' T$ ?可以看到插入損耗在10GHz以后就明顯的變差，后面頻段的損耗幾乎增加了一倍。當(dāng)然這都是由于兩根單端線的延時(shí)造成模態(tài)的轉(zhuǎn)換，所以也是充分說明了對(duì)內(nèi)skew的差異對(duì)差分線的影響程度了。5 Z4 D. Y! l& b* r, a9 K
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