交流耦合電容和過(guò)孔加工偏差對(duì)112Gbps信號(hào)通道的影響

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作者 | 黃剛（一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)隊(duì)員）
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. `4 u& T6 X! t/ `% b. J隨著高速先生接觸的PCB工程師越來(lái)越多，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問(wèn)題，很多PCB工程師只關(guān)注它們的設(shè)計(jì)，認(rèn)為只要設(shè)計(jì)能實(shí)現(xiàn)就不會(huì)有問(wèn)題，卻很少去想想設(shè)計(jì)與加工的偏差，那么設(shè)計(jì)和加工的偏差到底會(huì)對(duì)高速信號(hào)帶來(lái)多大的影響呢？

7 m0 c! x2 f* u  o9 z我們高速先生對(duì)這方面也一直有去追蹤研究，之前也零零散散的發(fā)過(guò)不少文章去分析設(shè)計(jì)與加工的偏差對(duì)高速信號(hào)帶來(lái)的影響。這不，本年的DesignCON文章也找到了一篇關(guān)于這方面的研究，讓我們一起來(lái)看看哈。

- o7 g8 C6 L: }# W. q文章的題目專門強(qiáng)調(diào)了在112Gbps的前提下的研究，明顯是為了跟上目前高速發(fā)展的潮流而寫的。而hidden“隱藏”這個(gè)詞則恰好表現(xiàn)出容易被pcb設(shè)計(jì)工程師所忽略的問(wèn)題，也就是本文要講的設(shè)計(jì)與加工的差異帶來(lái)的影響，而且本文還給出了不少仿真的案例來(lái)量化這種影響。

, ~% R8 b% Q0 ?/ S3 v$ M首先肯定要來(lái)一個(gè)開(kāi)場(chǎng)白，表明112Gbps已經(jīng)是非常非常高的帶寬了，影響的頻率甚至去到了80GHz那么高。

然后列出了本文要研究的主要內(nèi)容，包括了展示一些加工的測(cè)試數(shù)據(jù)，然后重點(diǎn)講了高速信號(hào)常見(jiàn)的兩個(gè)阻抗不連續(xù)點(diǎn)的設(shè)計(jì)與加工偏差，也就是交流耦合電容和過(guò)孔。
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% l3 ^& B7 N! Y- U2 j- T0 {; m  f8 S在第一部分加工的測(cè)試數(shù)據(jù)方面，本文也給出了不少的數(shù)據(jù)，包括了微帶線的切片圖如下：
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還有就是測(cè)試探針pad的X光圖，充分說(shuō)明了pad與過(guò)孔之間，過(guò)孔與過(guò)孔之間的加工偏差。
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1 i3 Q+ V$ {! ~7 j+ h: G: H還有就是普通過(guò)孔和pad之間的偏移以及背鉆留下的stub的長(zhǎng)度。

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8 g9 J% n3 w- G4 X展示完一些“赤裸裸”的數(shù)據(jù)后，文章進(jìn)入到量化的階段，用仿真的數(shù)據(jù)給大家講解了到底這種偏差會(huì)對(duì)高速信號(hào)帶來(lái)多大的影響。
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本文首先分析的是交流耦合電容的仿真結(jié)果。

  n! }' k, i* T8 Z  T如下圖，如果加工帶來(lái)下面參考層有5mil的偏移的話。會(huì)有什么問(wèn)題呢？

& p4 l8 q  F! q' L6 e- J6 z從仿真結(jié)果可以看到，對(duì)該部分的阻抗影響超過(guò)了20歐姆，影響非常非常的巨大。
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接著本文又展示了另外一個(gè)影響高速信號(hào)的因素，那就是過(guò)孔。高速先生對(duì)過(guò)孔的研究可以說(shuō)是非常非常的多，也包括了本文下面的仿真，高速先生也曾經(jīng)嘗試過(guò)�？梢钥吹�，過(guò)孔如果存在加工的偏移，例如過(guò)孔本身的偏移，pad的偏移，反焊盤的偏移，都會(huì)對(duì)過(guò)孔的阻抗帶來(lái)不小的影響。

例如下面的例子，從仿真就可以告訴大家，如果過(guò)孔的鉆孔位置偏移哪怕只是1到2mil ，都會(huì)對(duì)阻抗帶來(lái)很大比例的差異。
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