一博高速先生谈绕线与时序（一）

前两周隔壁小王同学在《既等长，为何不等时》的文章中已经提到了绕线对延时的影响了，在这里小陈附带上一些数据让大家有更量化的认识。想必说到“量化的认识”这几个字，大家也知道小陈又要跟大家说“只是锦上添花啊，吧啦吧啦•••”；“对信号影响很小啦，吧啦吧啦•••”。呵呵，没错，大家猜对了。

在做设计的时候大家确实会纠结于如何绕线，这里的绕线指的是做差分线的对内等长。纠结之处其实也就在于大波浪or小波浪。让我们先来看看微带线。

DUT如下图，最左边的是没有做等长的，两线长度差125mil；中间是用小波浪做补偿的；右边是用大波浪做补偿的：



他们三条走线的延时差如下图：







可以看到，小波浪绕线等长基本上就等时了，而原本不绕线时，蓝色比红色传输时间长13ps，大波浪绕线之后蓝色的传输延时反而比红色的快了，并且整体的传输延时加大了。这里的电磁场分布比较复杂，大家可以看到其实不绕线以及大波浪绕线N与P的上升时间其实都不一样了，之后讲S参数时大家可以在各谐波的相位上看到更明显的区别。

我们再来看SCD21，时域与频域其实是吻合的，小波浪绕线的SCD21在10GHz之前基本在-30dB以下。而不绕线与大波浪绕线的SCD21明显要更大。（10GHz以上的部分不要纠结，其实这些频率分量不绕线的N与P不是没有相位差，而是差了一个周期，所以会这样）



说到这里，在理解奇偶模传输的时候，大家可以像平时看到的这幅图这样认为信号直接穿过去了：



但是，信号可是不会跳的。实际上的传输速度只符合一个公式那就是v=1/√(ε_0 ε_r μ_0 μ_r )或者 v=1/√LC。

当波浪两边较近的时候，走线的C是增大的，而L是变小的，到这里我们并没有办法分辨出传输速度是变快还是变慢。表层微带线由于走线下方是介质，介电常数为4.2；上方是空气，介电常数是1。两线靠近时，更多的电力线分布在空气中，感受到的介电常数变小，所以传输速度变快了。


(注意看两幅图中蓝色的电力线)

所以针对微带线，高速先生建议是：尽量少绕；绕的话尽量使用小波浪绕线；当然也要注意到3GHz（6Gbps）之内，绕线方式是基本不会对信号质量有太大影响的。

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