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PCB設(shè)計(jì):我們需要背鉆嗎?

2021-03-31 16:42:15

背鉆,相信從事PCB設(shè)計(jì)或加工的朋友來(lái)說(shuō)不會(huì)陌生。我們知道,這個(gè)工藝現(xiàn)在已經(jīng)比較廣泛應(yīng)用在10G以上的高速串行通道設(shè)計(jì)中了,它的作用主要是解決過(guò)孔stub較長(zhǎng)導(dǎo)致的高頻能量急劇衰減的問(wèn)題,越小的過(guò)孔stub,急劇衰減的頻段越高,因此我們?cè)诟咚僭O(shè)計(jì)會(huì)著重考慮它。我們也可以通過(guò)2維或者3維對(duì)過(guò)孔的仿真,得到stub和回?fù)p插損曲線的關(guān)系,例如下圖所示:

可以看到,隨著過(guò)孔stub越來(lái)越長(zhǎng),尖峰諧振點(diǎn)出現(xiàn)的頻段會(huì)逐漸向低頻移動(dòng),也就是說(shuō)會(huì)逐漸影響到更低頻段能量的衰減。當(dāng)然對(duì)于點(diǎn)對(duì)點(diǎn)的高速串行信號(hào)來(lái)說(shuō),我們比較容易去下結(jié)論要不要背鉆,現(xiàn)在隨著我們的DDR并行信號(hào)的速率也越來(lái)越高之后,像目前通用的DDR4的速率是2400Mbps,那我們需要背鉆嗎?
為此,本人也做了一個(gè)簡(jiǎn)單的仿真(針對(duì)地址信號(hào)的仿真)來(lái)看看到底差異有多大?
一個(gè)簡(jiǎn)單的fly_by拓?fù)涞脑O(shè)計(jì)如下:

如果地址信號(hào)走得靠近表層的話,的確,換層過(guò)孔帶來(lái)的stub可以比較長(zhǎng)。

我們對(duì)這個(gè)信號(hào)拓?fù)溥M(jìn)行不同過(guò)孔stub長(zhǎng)度(從0mil到120mil的stub)的掃描仿真,得到的波形結(jié)果(第一個(gè)顆粒)會(huì)是這樣:

我們直觀的看到,有差異的地方主要在上下電平振蕩的位置,我們放大一點(diǎn)看下,發(fā)現(xiàn)會(huì)影響大概25mV的裕量。

從眼圖上看,也大概能看到些變化,說(shuō)明stub還是會(huì)對(duì)信號(hào)質(zhì)量產(chǎn)生一定的影響。

那么對(duì)于速率更高的數(shù)據(jù)信號(hào)而言,情況又是怎么樣的呢?本人還是以仿真數(shù)據(jù)來(lái)說(shuō)明吧,不同過(guò)孔stub的結(jié)果如下:

從眼圖來(lái)看,信號(hào)的幅值似乎差異不大,差異主要在于上升(下降)沿這里。從波形上升/下降沿看可以看到200mil的stub和沒(méi)有stub的差異主要有30ps左右。

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