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玻纖效應，作為一種神秘和隱晦的存在，一直都是做高速信號設計的工程師們無(wú)法放心的一環(huán)。作為一種雖然不一定會(huì )發(fā)生，但是一發(fā)生起來(lái)又很影響信號質(zhì)量的存在，設計工程師和板廠(chǎng)可謂想盡了一切辦法去盡量規避。由于Chris自認為自己講的玻纖效應的原因和解決方法都沒(méi)有之前高速先生寫(xiě)過(guò)的這篇文章《DesignCon文章解讀之玻纖效應限制了我們對高速的想象？》講得好，因此特意翻箱倒柜把這篇文章找出來(lái)，讓大家對玻纖效應和常規我們正在使用的解決方法有一定的認知！ 是的，目前用得比較多的幾個(gè)方法就是要么選用扁平玻纖布的PP和Core，例如1078、1035等，要么就需要設計工程師比較辛苦的把高速信號線(xiàn)做成一定角度的走線(xiàn)，要么就多浪費點(diǎn)板料，讓板廠(chǎng)做一定角度的panel旋轉。當然上面也說(shuō)了，玻纖效應其實(shí)在某種意義來(lái)說(shuō)是一定會(huì )存在的，只是程度輕重的問(wèn)題。在扁平玻纖布的選用這一塊，1078或1035這些好的PP和Core的選擇的確能大概率弱化它的影響，但也不是一定，非常非常偶爾的情況下也能看到一個(gè)扁平玻纖布存在非常大玻纖效應的case，就好像這篇文章《明明設計的是高帶寬，你差點(diǎn)給我加工成開(kāi)路？》說(shuō)的一樣，也不是做到百分百保險。 Chris最近突然想再進(jìn)一步研究下玻纖效應，于是也翻閱了行業(yè)內相關(guān)的文檔，看看有沒(méi)有提到什么更好的解決方案。無(wú)意中看到了某大公司提出的塵封已久的設計思路，就是下面這個(gè)圖的方法！ 這個(gè)思路到底是怎么樣的呢？這個(gè)方法以1035和1078為例來(lái)介紹，我們知道，從理論上來(lái)說(shuō)以某種名字命名的PP和Core，就代表著(zhù)玻璃布編織的方式是固定的，說(shuō)白了，它們認為橫向和縱向玻纖布的間距是固定的。1035大概是15.2mil的橫向間距，1078大概是18.5mil的橫向間距。于是提出了這種新的設計思路就是如果差分線(xiàn)的線(xiàn)寬和間距等剛好做到和玻纖布的間距一樣的話(huà)，那不就是無(wú)論走線(xiàn)在玻纖上的哪個(gè)位置，差分線(xiàn)間的兩根線(xiàn)感受到的變化是完全一樣的，這樣理論上就沒(méi)有模態(tài)轉換的發(fā)生，從這個(gè)意義上來(lái)說(shuō)也就是不存在玻纖效應了�。�！ 在看到這個(gè)方法的第一個(gè)moment，Chris感覺(jué)也是眼前一亮。作為一個(gè)嚴謹的工程師，Chris就打算試試通過(guò)仿真的方式來(lái)驗證一下這個(gè)思路。要玩就拿最差的PP來(lái)玩，Chris按照1080PP的規格進(jìn)行了3D建模，大概建了一個(gè)很符合實(shí)際的PP的3D模型。 可以看到，1080PP的玻纖窗口是真的大��！然后我們根據1080的玻纖理論的間距去設計在上面要走的差分線(xiàn)。從拿到的數據來(lái)看，1080PP在經(jīng)線(xiàn)方向上的玻璃布中心間距為17mil的樣子。 于是我們根據建模PP的厚度，在前提都滿(mǎn)足100歐姆阻抗下，設計兩組差分線(xiàn)結構。 Case1：線(xiàn)寬5mil，線(xiàn)間距12mil，中心間距17mil，也就是和玻纖間距剛好相同的結構；來(lái)驗證這個(gè)新的設計思路的效果。 Case2：線(xiàn)寬4.5mil，線(xiàn)間距7mil，中心間距11.5mil，不和玻纖間距相同的結構，來(lái)作為一組普通的差分線(xiàn)結構，來(lái)和case1對比，看看它受到玻纖效應的影響程度。 最終完成的3D模型如下所示。 要不我們先來(lái)看看case2這種沒(méi)按照玻纖間距來(lái)設計的普通走線(xiàn)的情況？那我們任意的橫向移動(dòng)這對差分線(xiàn)，讓它分別存在于PP上的幾個(gè)不同的位置，例如這樣。 哦對了，還有一點(diǎn)忘了提醒，就是兩種case的差分線(xiàn)建模的長(cháng)度都為2inch哈！我們看看只有不長(cháng)的2inch走線(xiàn)情況下兩種case的差異！ 那我們就開(kāi)始對case2，差分線(xiàn)在上面的4種位置情況下進(jìn)行無(wú)源的仿真，看的指標為模態(tài)轉換和影響的插入損耗兩個(gè)主要指標。 從模態(tài)轉換上可以看到，4根走線(xiàn)的模態(tài)轉換都明顯受到了玻纖效應的影響，其中在1和3兩個(gè)狀態(tài)下的效果更是差！ 同時(shí)能看到對插損的影響也非常的明顯。正常的差分走線(xiàn)的情況肯定就不會(huì )這個(gè)樣子了。 沒(méi)有對比就沒(méi)有傷害，那我們轉頭來(lái)看看本次的這種新思路設計下的情況，也就是case1的仿真結果。 在case1中，移動(dòng)差分線(xiàn)分布到和case2的4種狀態(tài)下去分析，如下所示： 首先我們還是先看看模態(tài)轉換這個(gè)最主要的指標，真的不得不相信，這種新的設計思路真的在仿真中呈現出完美的狀態(tài)，在4個(gè)不同的位置上，模態(tài)轉換的結果都穩如老狗！全在-40db以下，非常的理想。 這樣在插損結果上也能看到我們喜歡的曲線(xiàn)了，一條理想差分線(xiàn)應該有的插損曲線(xiàn)！ Chris向組內分享這個(gè)文檔后，大家看到了都紛紛表示很棒，都想在后面的項目里嘗試下這種設計方法。Chris再細細斟酌之后，還是不由得向大家潑一點(diǎn)點(diǎn)冷水，淡淡的問(wèn)了大家一句：既然這個(gè)理論的方法已經(jīng)提出了那么多年了，為什么大家卻幾乎沒(méi)有在實(shí)際的項目中看到過(guò)有人這樣設計呢？ 問(wèn)題來(lái)了？ 大家覺(jué)得這個(gè)理論上很棒的方法，如果實(shí)際加工出來(lái)會(huì )怎么樣呢？問(wèn)題非常開(kāi)放，沒(méi)有對錯，希望大家踴躍回答哈！ |
