高频线阻抗控制的问题
我刚画了一块电路板,其中有一对差分线是1.2GHz的,当时资料上说要求此差分线阻抗应为50欧,可是我根据各个参数算,要达到50欧我的线宽必须为100mil(太粗了根本画不开),或者板子做薄,大概是0.4mm,问问厂家好像做不了,后来就走的线宽20mil,板子厚为1.5mm,这样算下来特性阻抗Z0为110欧左右,不知这样做出来,会对信号有什么影响?请各位大侠指教!
差分阻抗50欧姆也太难为人了吧?你确定是差分50欧还是单端50欧?差分50欧,单端大概要25到30欧!如果你的板子只有两层就没法子了。如果真的要求50欧而你给他110欧一般是不行的。感抗太强而容抗太低,眼图会严重失真,上升和下降沿拐弯的地方可能会和掩模重合。
不好意思,是差分线每根的传输线阻抗为50欧,我做的是两层板,计算按微带传输线的阻抗计算公式算的.它要求50欧我却给了它110欧是不是会阻抗不匹配,反射振玲现象很严重?我的板子已经拿去做了,110欧的阻抗是变不了了,请问有没有什么好的方法对此改善一下.请大侠指教!
差分对每根50欧姆地话,那么差分阻抗大概是90欧姆左右。你110欧姆地阻抗到厂家后也是可以调整地,赶快和他们联系让他们调整线宽、间距就可以了。
可以调整终端电阻来匹配阻抗。这样可能能改善反射但信号幅度就受影响了。
还有可以在差分线上面贴一层铜箔来减小阻抗。通过调整铜箔与板子表面的间距,中间垫不同厚度的绝缘材料,来尽量匹配阻抗。这种办法在当你调试原型板而且线不长的时候还值得一试。
阻抗50欧,线宽要100mil,即使跟厂家联系,在板子上也走不开了.
dazhu_woo大侠,你的意思是第一种方法,采用端接改变器件的输入/输出阻抗以与线路阻抗110欧相匹配;第二种方法是在差分线上贴铜箔,加垫不同厚度的绝缘材料,此时我再按微带线(Microstrip):Z0= [87/(Er +1.41)**1/2]ln5.98h/(0.8W+t)的公式计算时,绝缘层的厚度还要考虑原来板子的厚度吗?还有贴的铜箔还要与别的地方相连吗?
我的1.2GHz的差分线是agilent的serdes芯片和光模块之间的一对差分连线
学习中,增长见识
看样子你的板子是两层了。两层的板子要做50欧的线几乎是不可能的。唯一的办法是问老板再要两层。:)Mission Impossible?顶层与第二层做近一点就能达到50欧的阻抗(当然还是要算)。
我的第二个办法是应急用的。只是为了不浪费你的第一版。后边真的量产还是要解决这个阻抗问题。具体计算因为底层相对较远因此可以用扁平微带线的公式计算。具体实施的时候要根据眼图来调整,最好有NetworkAnalyzer就可以直接知道阻抗了。
第一个法子是说调整在差分线上的termination resistor。不知道你具体的termination的方法。目标就是在保持偏压不变的条件下使这个termination的等效电阻接近你的实际差分阻抗。
最重要的一点。按理说SerDes的输出应该是差分信号。差分线的差分阻抗并不是简单的两倍于单端线的阻抗。也许你的SerDes不需要差分布线。但速度应该达不到1.2G。有点奇怪。
我所用的serdes是hdmp系列的芯片,其最高速度可达1.5Gbit/s,电平输出为pecl电平,后面的光纤收发器也是pecl的电平.采用的短接是戴维男并联端接.
hehe, good!
最常见的配置。不过我还没见过不匹配阻抗能工作的。对不起让你失望了。
如果你想在1.5Gbps获得理想的误码率最好还是按要求匹配阻抗吧。
如果不能匹配阻抗,即使能勉强工作,恐怕也一点都没有jitter冗余了。如果另一端有一个敏感的CDR就疯掉了。:)
个人建议加两层。彻底解决阻抗匹配问题。
danzhu_woo的意思就是做四层板,四层的分布顺序为地层,微带层,电源层,信号层,让微带层与地层拷靠近一些以至达到所需阻抗?那我现在的两层板是不是就费了,没有挽回的余地吗?
呵呵,要是有4层的话,用TGPB吧。T和B走线。差分的微带线尽量保持在T。HR4的介质6MIL左右厚。用7MIL线宽/8MIL间距/7MIL线宽走在T应该在100欧姆的差分阻抗左右。堆叠如下:
LAYER Thickness
-------------------------------------------------------------------------
TOP 1/2 oz SIGNAL/DIFF PAIR. DIFF PAIR 7/8/7 Zo=100 OHM
PREGREG 6 MIL
GND 1 oz GROUND
CORE 45 MIL
PWR 1 oz POWER
PREPREG 6 MIL
BOT 1/2 oz SIGNAL
建议用软件算一下阻抗。MicroStrip和StripLine的阻抗算法不同。既然板子已经到了这个速度,装个HyperLynx之类的东东在设计的时候模拟一下还是蛮有用的。至少不用因为阻抗的问题浪费一板。
你的这一板至少可以用于其它部分电路的验证啊?但是要量产的话还是再做一板吧。
我现在是做实验,明天就拿到板子了,先调试看会有什么结果.
用传输线试试吧!
我的视频光纤传输的两层板已经调试好了,传输效果还可以。因为速率太高1.3G,没有那么高速率的示波器,所以那对差分线上的信号我没用示波器测,反射振铃等情况无法看。现在老师说让改成四层板试一下,看传输效果会不会更佳。 想问danzhu_woo大侠几个问题。
1。 四层板顺序为TGPB,T层是不是既可以走微带线也可以走其他信号线?
2。中间两层分别走GND和PWR,是不是其他什么信号线就都不走了?
3。若表贴器件放在T层,它的需接gnd的管脚是通过埋孔还是通孔连接?
谢谢!
小编你没有做过PC主板吗?一般PC主板采用的TPGB的结构,(和danzhu-woo说的有点区别)TOP和BOTTOM层走线,P为电源层,G为地层。其中P和G层是不能走其他信号的,但是在P层中可以划出地来给信号参考。看你电源分布怎么样了,要是比较多的话,就参考PC主板的TPGB的结构,要不用danzhu-woo说的TGPB结构,因为差分信号一般最好不要打via,在T中布线而且要参考地。
另外这种四层板的结构只存在微带线的吧,不会有带状线,因为信号没有上下2个参考面。不过走嵌入式微带线应该可以,不过偶没有见过。还有,表贴元件的gnd脚当然是打孔接到地了。
不知道我说的对不对,欢迎高手指教。
谢谢,xiangyu123。不好意思我是个新手,第一次画四层板。我是说由上层到GND是用盲孔还是通孔?
哎,真是服了你们这些老师学生了,就四层板也要用盲埋孔,说不定孔的费用都要占了一大半了!如果你的差分线要走在T层的话,最好用TGPB好些,还有你的差分线到底是单端50还是差分50啊,怎么看你前后的叙述不一样啊!怎么可能会有差分线走到100mil的,而且还是那么高频的信号!好好考虑一下。觉得照你第一版的做法很难保证质量的!
是单端50欧。前面说的100mil我是根据微带线公式Z0= [87/(Er +1.41)**1/2]ln5.98h/(0.8W+t) 计算出的。Er为4.4,h为57mi(做板子的厂家告诉我他们的板厚一般为1.5mm,铜线厚18um)18um=0.78mil,Z0=50欧的话得出T就是为100mil左右。我也很纳闷怎么会这么宽,请各位老师指点一下,谢谢!
如果是单端的话就差不多了,差分做100欧的阻抗!至于线宽间距我想你还是不用操心了,叫厂家给你去弄吧,因为公式只是一个抽象的东西,各个厂家控制阻抗的方法和经验都不一样,不可能按你的公式结果来操作的,你可以把你的要求提给厂家,叫他们给你相应的模板!差分100欧应该很容易做的,阻抗保证了之后,问题应该解决了一半了,其他就是细节问题了,比如danzhu_woo大虾说的匹配的问题就很重要,防止过多的反射和振铃;至于过孔,虽然有寄生效应,但是一根线上不超过2个还是可以满足的,3.125G的serdes信号我也打了过孔了啊!呵呵,其他关于数据信号等长的要求你还是参考你的datasheet吧,不差太多都不会有太大的问题!还有注意时钟和电源的处理!datasheet应该对电源纹波有要求吧,稍微留心一下。其他的各位大虾补充吧!
谢谢563318!我还有疑惑,当时做两层板时虽然计算是100mil,可由于我的片子的差分输出管脚的间距才0.8mm,若要走100mil宽的线,走不开,就走了15mil宽。根据差分线15mil宽算出微带线单端阻抗都达100欧左右了,这样阻抗都不匹配了,为什么传输效果没受什么影响呢?
你刚才不是说了单端50,差分100欧的阻抗吗?不知道你怎么会计算出线宽要100mil的这个结果!?这个结果是很可怕的,可以这么说,除了电源地线外,不会有什么信号线会需要这么宽的,况且还是高速的差分线!顶多5-6mil就差不多了,你还是问一下加工你pcb板的厂家吧,你跟他们说这些差分线要做成差分100欧的阻抗,问他们有什么解决方案,当然是针对你的下一版说的,他们会给你一个很全面的建议的(包括叠层,我建议你最好加到4层,对你的高速信号有好处);至于你的上一版,你不是还没有测serdes信号吗?即使没发现什么问题,但是这个上面绝对是一个隐患!做板要看结果更要看过程!
我也觉得很怪,可我就是根据微带线公式Z0= [87/(Er +1.41)**1/2]ln5.98h/(0.8W+t),其中Er为4.4,h为57mi(做板子的厂家告诉我他们的板厚一般为1.5mm,铜线厚18um,所以介质层厚度h=1.5mm-2×0.018mm)t=18um=0.78mil,Z0=50欧 计算出的呀。不可能算错了吧,我都算了好多遍的。而且Agilent的技术支持发给我一个算微带线阻抗的小软件,用这个算也是100mil。
FR4的4层板~TPGB~结构,走差分线线宽大概是5mil→Z0=60ohm,Zdiff=100ohm。
如果要单根Z0=50ohm的话,走7mil线宽就可以了,不过这样的话Zdiff大概就是80左右。
你还是问一下厂家吧,这些公式只是概念的东西,近似的东西,问一下厂家比较好,也是正确的途径!计算的结果只能作为参考,毕竟做板不是你做!
问厂家是一个比较实际的方法,可是为什么公式算出和实际的会差这么多。我想把算微带线阻抗的那个小软件发上来,让大侠们帮我看一下各参数的意义。将该压缩文件释放到c盘根目录即可。
?
我上次的板子也在纠结阻抗。学习中
