分享跨分割設(shè)計(jì)對(duì)高速電路信號(hào)的影響

在高速電路中經(jīng)常會(huì)遇到跨分割設(shè)計(jì)，在2017年的時(shí)候也寫過一篇跨分割設(shè)計(jì)的文章。

今天給大家分享一篇跨分割設(shè)計(jì)對(duì)信號(hào)的影響。

隨著高速電路的信號(hào)速率也越來越高，那么在高速電路設(shè)計(jì)中是否也需要進(jìn)行漸變線的設(shè)計(jì)呢？為了驗(yàn)證這個(gè)問題，特意在ADS中設(shè)計(jì)了如下原理圖(為了說明問題的嚴(yán)重性，把信號(hào)的速率設(shè)置為25Gbps)。

仿真得到的結(jié)果如下圖所示：

眼圖的寬度和高度分別為39.6ps和860mV。再通過無源鏈路的仿真，獲得其S參數(shù)的結(jié)果。其無源鏈路的原理圖為：

其插入損耗和回波損耗的結(jié)果如下圖所示：

為了表示其跨分割，加了一段新的傳輸線，修改了傳輸線到參考層的距離，修改后的原理圖如下所示：

結(jié)果如下圖所示：

從上圖的結(jié)果可以看出，在信號(hào)線只有10mil跨分割設(shè)計(jì)時(shí)，在25Gbps時(shí)，噪聲和抖動(dòng)都有增加。同樣，仿真其無源鏈路的結(jié)果如下所示（藍(lán)色的為跨分割設(shè)計(jì)的結(jié)果）：

插入損耗的結(jié)果在25GHz之前幾乎沒什么差異，但是回波損耗的結(jié)果差異比較大。當(dāng)然，由于跨分割的傳輸線比較短，其回波損耗也都在-20dB以下。

很顯然，從上述的結(jié)果可以看到跨分割設(shè)計(jì)引起了實(shí)實(shí)在在的問題。如下是從通道有源仿真的角度，分別對(duì)不同跨分割的寬度仿真的結(jié)果對(duì)比：

總長(zhǎng)1inch的傳輸線，在25Gbps的信號(hào)速率下，只要有跨分割設(shè)計(jì)，其信號(hào)都會(huì)受到影響。當(dāng)然，當(dāng)速率比較低速時(shí)，跨分割設(shè)計(jì)的影響也會(huì)小一些。

對(duì)于跨分割設(shè)計(jì)其它的相關(guān)研究，比如所跨分割時(shí)，傳輸線到參考層的距離、信號(hào)的速率、傳輸線總的長(zhǎng)度等等因素，也可以研究跨分割對(duì)阻抗、損耗、串?dāng)_等的影響。由于時(shí)間和篇幅的關(guān)系，我就不做過多的贅述。有興趣的工程師可以繼續(xù)往下研究，也可以與作者進(jìn)行交流。