交流耦合電容和過孔加工偏差對112Gbps信號通道的影響

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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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: F4 v* [# Y! K9 F1 M隨著高速先生接觸的PCB工程師越來越多，我們會發(fā)現(xiàn)這樣一個(gè)問題，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)就不會有問題，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對高速信號帶來多大的影響呢？

我們高速先生對這方面也一直有去追蹤研究，之前也零零散散的發(fā)過不少文章去分析設(shè)計(jì)與加工的偏差對高速信號帶來的影響。這不，本年的DesignCON文章也找到了一篇關(guān)于這方面的研究，讓我們一起來看看哈。
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; k: Q7 Y& o9 ~( C: [8 H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)工程師所忽略的問題，也就是本文要講的設(shè)計(jì)與加工的差異帶來的影響，而且本文還給出了不少仿真的案例來量化這種影響。
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. e3 k: z2 ?4 U. {* y: x0 c8 ]( E首先肯定要來一個(gè)開場白，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。
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) ~5 U3 _! z/ G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試數(shù)據(jù)，然后重點(diǎn)講了高速信號常見的兩個(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孔。

在第一部分加工的測試數(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：

& D) K/ U% K- A! T# i還有就是測試探針pad的X光圖，充分說明了pad與過孔之間，過孔與過孔之間的加工偏差。

還有就是普通過孔和pad之間的偏移以及背鉆留下的stub的長度。

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$ F% \6 ]: y3 p7 G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對高速信號帶來多大的影響。
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6 n) o8 a3 G0 P; q本文首先分析的是交流耦合電容的仿真結(jié)果。

如下圖，如果加工帶來下面參考層有5mil的偏移的話。會有什么問題呢？
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7 w5 E0 h6 D. `: C2 e$ h4 n從仿真結(jié)果可以看到，對該部分的阻抗影響超過了20歐姆，影響非常非常的巨大。
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: F5 a0 w1 z& {) m# {4 o接著本文又展示了另外一個(gè)影響高速信號的因素，那就是過孔。高速先生對過孔的研究可以說是非常非常的多，也包括了本文下面的仿真，高速先生也曾經(jīng)嘗試過�？梢钥吹�，過孔如果存在加工的偏移，例如過孔本身的偏移，pad的偏移，反焊盤的偏移，都會對過孔的阻抗帶來不小的影響。

- f; u) f& O; W8 y例如下面的例子，從仿真就可以告訴大家，如果過孔的鉆孔位置偏移哪怕只是1到2mil ，都會對阻抗帶來很大比例的差異。

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