edadoc

很難相信，這對高速信號換了那么多次過孔！！！

已有 262 次閱讀2021-10-22 14:05 | PCB設(shè)計, 過孔, 高速串行, 眼圖, 損耗

作者：一博科技高速先生自媒體成員黃剛

PCB工程師：“沒有層走了，這幾對10G信號要多換幾次層，要打4次過孔才能走過去��！”

SI工程師：“……”

不知道粉絲里面做PCB設(shè)計的朋友們有沒有上面所說的困難呢？由于老板或者客戶成本要求很高，層數(shù)只有那么幾層，高速信號還特別多，而且多就算了，還特別不順，有交叉，有交叉就意味著中間可能需要多換幾次過孔，但是速率又不低，要求保證很好的信號完整性，當(dāng)你用顫抖的雙手拉好這幾對換了4、5次過孔的高速信號后，連自己都覺得信號質(zhì)量會掛�。�！

關(guān)鍵是你們公司還沒有能做仿真驗證的同事，而且你這塊板子的設(shè)計要求又明確的寫著：從發(fā)送芯片到接收芯片最多只允許……2個過孔！對，你沒看錯design guide，是2個！

這個時候你的心態(tài)可能會有以下2種，要么就自己一個人默默的悲傷，要么極端一點的就會對制定這規(guī)則的那位大神有想da他的沖動，當(dāng)然估計你也是只能在心里面這樣想了！

但是問題既然出現(xiàn)了，走線也的確沒法直接不多換過孔就走完，那只能高速先生來幫你看看高速信號多換幾次過孔是不是一定不行了！

粉絲們早就知道，高速信號對于這種超越設(shè)計規(guī)則的問題一般都喜歡用實際的測試結(jié)果來回答的！于是高速信號就開始了一塊新的測試板的設(shè)計和制作，其中就把這個問題的場景做進(jìn)了設(shè)計板里去，就是下面這樣了！

這個待測物包含了從一個過孔到4個過孔的換層走線結(jié)構(gòu)，當(dāng)然高速先生還做了一根參考線（REF線），也就是沒有過孔的單純走線和他們4種case來對比了。

經(jīng)過相當(dāng)“漫長”的設(shè)計加工測試后，唰的一聲，高速先生就得到了它們的第一手測試結(jié)果，本來還想多說幾句理論的東西，但是相信粉絲們都迫不及待的想看對比結(jié)果了，我們就把理論的東西放在后面來講好了。

那我們先來一睹這幾種case的測試結(jié)果，我們測試到了很高頻的40GHz，分別來它們的回波損耗和插入損耗，其中從回波損耗看沒有太明顯的區(qū)別，說明從過孔的阻抗優(yōu)化得很好，增加換層過孔基本不會帶來太多阻抗的失配，從而導(dǎo)致回波損耗的變差。但從插入損耗來看就能看出區(qū)別了，在20GHz以后增加一個過孔帶來的損耗影響會變得明顯，尤其在30GHz之后，過孔本身的能量輻射和流失會變得嚴(yán)重，也是意料之中的事情。

當(dāng)然可能還有部分粉絲看不懂上面這些頻域的損耗曲線，那我們就用時域的方法繼續(xù)和大家分享這次的測試結(jié)果哈。我們分別在以上的過孔換層鏈路上去傳輸10G的信號，我們通過時域眼圖的方式來看看它們的影響。

于是我們得到了上面5種case的眼圖結(jié)果，從結(jié)果上看到，從REF到4個換層過孔，我們能看到這10G信號眼圖的眼高從845mV減小到803mV，但是總體上不會對性能有特別大的影響。

為什么從眼圖上看，10G信號的眼圖差別不會特別大呢？因為回到我們的插入損耗來看，在10G的位置的確也是差別不大，頻域上的差別不大其實就能對應(yīng)到時域上的差別不大了！

總結(jié)一下這篇文章的核心內(nèi)容哈，高速先生從自己做的測試板來看，對于高速信號經(jīng)過多次換層過孔的性能是這么看的：多增加一個經(jīng)過優(yōu)化的換層過孔，是不會對高速信號的性能有非常大的影響！但是這個前提很重要，那就是“經(jīng)過優(yōu)化”的換層過孔！再突出一次，是經(jīng)過優(yōu)化的過孔！