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高速先生成員--黃剛 長通道的阻抗一直往上竄這個事情其實不是個別現象了，相信大多數做高速串行信號的朋友，尤其是做背板系統的朋友都深有體會，在超過例如10inch走線的時候，如果你們去測試加工出來的差分線的TDR阻抗，就很容易看到以下的曲線。 設計的是100歐姆的差分阻抗線，在測試初始位置的確也是符合100歐姆，但是不知道咋滴，走線越往末端去，阻抗就越高。最后到達這對走線末端的時候居然超過了110歐姆！這下完了，這對走線的阻抗不滿足10%的加工公差了，大家是不是就會覺得加工出來的這對差分線有問題了，估計不能滿足你們10G或者25G的高速傳輸要求了?！ 反正最近就有很多客戶來問Chris這個事情了。Chris每次都耐心的安慰他們要淡定，這個完全沒問題，阻抗做得很好。但是對于阻抗曲線先入為主的他們來說，這種安慰似乎沒太多實質上的效果，哪怕他們已經進行了功能測試沒問題，仍然繼續擔心，覺得這次只是運氣好，裕量勉強還夠，下次就不一定了。 前段時間Chris的確也很忙，也就只能這樣心理安慰了。最近緩過來一點了，那就決定把這個事情一次說明白，讓大家徹底的安心哈！ 從哪開始講呢？那就從為什么你們會看到這種現象開始講吧。有時候測試的差分線的阻抗就不會竄得那么高，有時候就竄得很高，不知道大家有沒有找到一些共性的特點�。hris先告訴大家一個非常明顯的設計區別點，那就是走線的長度。走線短的，一般都竄不高，走線越長，竄得越高！Chris給大家做個簡單的仿真看看哈，假設我們設置一個內層的傳輸線疊層，使得差分線在線寬5mil，間距9mil的情況下滿足100歐姆的阻抗要求。 首先我們設置這對差分線的線長為5inch，這種case下我們進行一個TDR阻抗的仿真，就會發現這對5inch的走線阻抗就從一開始的100歐姆，上漂到102歐姆多，上漂幅度大概2歐姆多的樣子。 那如果我們把同樣的這對差分線的長度設得更長，例如是之前的3倍，設到15inch時，再次進行同樣的TDR阻抗仿真，就會發現阻抗上漂了6個多歐姆，變大了！ 細心的朋友可能就發現了，感覺走線越長阻抗上漂的幅度就越大！如果你再細心一點，你甚至能發現和走線長度是線性成正比的哦！5inch走線上漂2歐姆多，15inch走線就上漂它的3倍，6歐姆多！ 那這個阻抗上漂到底是由什么因素引起的呢？真的是因為差分線的阻抗沒做好導致的嗎？如果是阻抗的因素導致的，這里有三點是說不通的。一是阻抗沒做好的話會那么線性的上升嗎，更多情況下不是應該一段高一段低，或者整段都高才是？二是，阻抗沒做好的阻抗曲線剛好就和長度成正比了，那么巧合的嗎？三是，明明我在上面的仿真中傳輸線是按照100歐姆來設計的啊，是個理想仿真值啊，只是仿真，都沒涉及到加工誤差，為什么也還要上漂呢！ 所以怎么說感覺也不會是阻抗加工沒做好導致的阻抗上漂，那到底是什么原因呢？這個時候我們去研究另外的一個物理概念，那就是我們初中學的那個歐姆定律里面的電阻這個概念！我們還是對上面的5inch和15inch的差分線去仿真它的電阻值！用的就是初中學的歐姆定律，我們給這對差分線一個電壓V1，然后觀測經過它的電流I，這個時候用V1/I就得到了差分線的電阻值！再提醒一次哈，是電阻，不是阻抗！ 5inch差分線的直流電阻R大家有預想過是什么量級的嗎？沒錯，不是別人，正是你從TDR阻抗曲線中看到的上漂的量，2.261歐姆！ 同樣，15inch走線的直流電阻也可以仿真出來，就是5inch走線的3倍，6.784歐姆。也就是15inch的TDR阻抗曲線的上漂量！ 哦！聽Chris這么一說，好像懂了，TDR阻抗的上漂量其實是傳輸線的直流電阻搞得鬼哈！從理論的仿真中就能看出來，哪怕是100歐姆的理想傳輸線也存在著阻抗上漂的效應，和所謂的加工阻抗波動壓根扯不上關系！那大家還是會問了，雖然不是阻抗沒做好導致的，那么這種阻抗上漂到底對高速的性能有沒有影響啊？ 其實從定性來理解你就知道不會影響高頻的性能了，畢竟它只是直流電阻，壓根和頻率無關！我們無論是看5inch還是15inch的這對差分線的回波損耗就會發現，高頻的性能都好到不行，唯一的區別是在靠近直流，也就是0Hz的頻段能看到小小的區別。15inch的直流電阻比較大，所以靠近直流頻段的回波損耗受到稍微的影響而已。 如果把這個頻段的插損結果放大給大家看看就更明確了，我們來看直流點的損耗，其實就會發現所謂的阻抗上漂效應影響到的也就是直流點的損耗而已。 還是那句話，既然是直流電阻導致的上漂效應，那它當然不會影響高頻的性能。大家放寬心哈，長走線的TDR阻抗其實只要看初始端的值就能判斷加工阻抗到底做得準不準了，并不是看末端的上漂值，如果是相對比較線性的上升，沒明顯波動的話，說明整個鏈路阻抗一致性就是好的，大家不要被它最后上升到110歐姆甚至120歐姆嚇怕了哦！ 問題：問下大家哈，到底傳輸線TDR阻抗的上漂量跟PCB的哪些因素有關系呢？ |
