差分通道中的串扰

那么你认为通过设计一个紧密结合的差分对传输线紧密,就可以降低通道至通道中的串扰吗?

原则上,这是完全正确的。但是,要多紧密才能降低串扰呢?这真的是一个紧耦合的差分对的强大动力吗?

当然,对于所有信号完整性问题的最常见的答案是“...这要看情况”。回答“看情况”的唯一途径是用数字分析。当处理统一的差分对,如电路板中的微带电路板或带状线时,飞信通道至通道串扰的正确工具是一个二维的电磁场解算器。

当你使用数字的时候,你会发现对于远端串扰可能是一个大问题的微带,使用紧密耦合的差分对比使用不耦合的差分对要少5分贝以下的串扰。紧耦合微带是一个非常好的主意。当然,如果你担心远端串扰,那么就不要使用微带;在带状线中布线。

在带状线中,使用紧密耦合轨迹近端串扰减少不到1分贝。虽然考虑紧密耦合差分对在统一传输线上有重要的原因,但是通道至通道串扰不是一个有力的驱动力。

除非当互连路径不是统一传输线的时候。如果返回路径颠倒了,就像在通孔中一样,或者使用电线或在一个连接器中或一个IC封装,使用紧密耦合差分对将对于减少通道至通道串扰产生重大影响。

估计这些几何形状中的串扰是很难的,往往需要一个三维电磁场解算器。我最近和Bill Martin以及Madhavan Swaminathan共同研究在通路转换中使用Sphinx的通道至通道串扰,可以从E System Design得到他们的工具。

图1,一对分开较宽的差分通道中的一条路径。

我们分析了两个分开较宽的差分通道的传输,通过一个电源和地平面腔在回到表面。图1显示了一个通道的路径。第二个通道就在它边上。

我们看了通孔的两种构造:在25mil中心每四个通孔先转换,然后再到100mil中心。我们预料两个通孔之间耦合越紧密,每个通道中的通道至通道串扰越小。

使用Sphinx建立几何形状,8个端口S-参数模拟高达20GHz。然后我用安捷伦的PLTS重新显示在时间域内的差分反应。

图2中的差分TDR反应显示了在高阻抗峰时通孔转换的位置,与无通孔转换的统一线作比较。

图2,DTDR反应显示高阻抗峰通孔转换和无通孔转换的统一线的比较。

此外,在底部的轨迹,你可以看到近端通道至通道串扰约为1%,发生在但通孔相互靠近时通孔转换和降低的干扰处。当两个通孔构成每个差分对的间距在100mil中心时,他们在电源和地平面腔中注入相当多的差分干扰,我们认为这是两个通道在边缘经过很久之后的剩余干扰。

无论什么时候你有一个反转返回路径的互联,重要的是第一时间将这个区域设计得越短越好,然后用紧密耦合差分对作为实际。这两点将减少该区域的不连续性,使最高带宽成为可能。

要了解更多关于这个主题和其它关于差分对设计的内容,请一定要参加我的首次差分对引导活动,在Santa Clara会议中心2010年10月4日举办。点击这里注册,同时可以获得更多信息。