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PCB层压板影响高速数据速率

放大字体  缩小字体 发布日期:2015-09-10  

速度越快,我们走,越需要知道:角色PCB层压板在实现高速的数据传输速率播放。

以这个有些模棱两可的字幕,并把它周围的一些参数和定义者,话题,本文的地址是在差分信号已演变成是其中的电子元件连接的主要途径和方式的一些,可以降低信号的事情路径。在这个特殊的时刻,整个互联网的依赖差分信号从一个地方移动到另一个数据。没有信号的这种方法,在互联网和通信产品后,我们都越来越依赖不会是可行的,或者更准确地过多,是不可能存在的。

好消息是,IC的最新版本,使人们有可能通过差分对在多氯联苯速率高达32GB / S(或更高版本)发送数据。坏消息或者更准确的说,已经摔在行业笞刑是,在这些速度,在用于制造印刷电路板层压板非常小的变化可以摧毁一个数据路径,如果护理不采取这些路径如何设计和制造。并且,这破坏了一个路径数据链路的变化之一是歪斜。

这个问题的基本出发,歪斜是差分对的两个信​​号边沿的未对准,因为它们在差分接收机的端子到达。歪斜的结果是非常直截了当。当上述偏差是够糟糕的,在数据​​路径中的链接可能不再有效。

在这一点上,是非常有用的定义差分对,并检查它们是如何运作的:

•甲差分对是具有行驶在两条路径2相等且相反的信号的信号路径。

•接收器检测到“差”的电压在其输入和确定该数据位是一个1或0。

•接收机被设计为忽略的信号的“共模”分量,通常是一个电压偏移。
这是此信令协议的主要优点。

•图1是差分对的一个图形表示。

图1.差分对

这是千真万确的匹配两个不同的信号的物理长度是没有问题的。这是以下因素造成的:

•现代IC技术能够保持对齐在封装级以低至1皮秒。

•现代PCB布局工具和连接器制造都能够匹配的长度,以低至1皮秒。
基于这些因素,又好像占和管理歪斜应该几乎是一个工程扣篮。这当然将是这种情况,如果不是因为歪斜的一些不太明显的来源。

在倾斜​​的隐性“缺陷”

如前所述,在差分信令路径,或错位的长度差异,是贡献者歪斜。另外,偏斜可以是在两个差分信令路径的速度差异的结果。在这两种情况下,贡献者歪斜是玻璃的结果在印刷电路板层压板的编织使用。具体做法是:

•37 PS已经测量过由缺乏对玻璃的均匀性织在层合体中创建一个14英寸的路径在路径的不同长度一样大。 (这是在28GB / S的多个位周期。)

•当一对的一侧行进通过树脂而另一侧行进超过玻璃在一印刷电路板片在差分信号对的速度差异发生。行进在树脂侧将旅行快得多。

首先,一些基本知识:

在印刷电路板的层压体是玻璃和树脂的复合材料。
玻璃的介电常数约为6和树脂的介电常数低于3。

在这两个路径长度和信号速度而言,出现的问题是由在该树脂中的玻璃增强已编织的方式造成。更常见的玻璃织有紧密扭曲并留有较大的开放空间之间充满树脂玻璃束。在印刷电路板的平均迹线的宽度相比是小的玻璃纤维(见图2中编织的间距对比度跟踪大小)的间距,因此很常见的差分对的痕迹的一个更上玻璃而减少对树脂和其他跟踪是相反的(更上树脂比玻璃)。由于这些因素的结果,我们已经看到用多达60 ps的编织引起的歪斜14“长差分对。该量歪斜可对差动信号的性能有巨大的影响。

一些因素要考虑到:

•编织而成,它在印刷电路板的制造中使用的玻璃纤维布有多种款式。最常用的玻璃布样式示于图2中下面提供的照片。

•玻璃布样式是由数字标号诸如106,1080,1067,1086,2116,3313等公知的。

•有定义每英寸的螺纹为每一种风格的大小多少线程标准。
但是,也有没有标准如何玻璃的每个束形成。

•每个包可以紧密地扭曲或散开,同时还满足了标准。
如将要示出,如何束形成可以对高速差分对的质量有很大影响。


图2:不同的织物在玻璃布

在1080玻璃图3.阻抗变化

的四种不同类型的编织的以上所描述的,1080玻璃布已被最通常用于创建一个4密耳芯的类型。如图3所​​示,中心线是50欧姆。上面的线是加10%和下部线是负10%。这个宽阻抗变化是由于跟踪交替地在玻璃束的顶端(高尔,低速和低阻抗)和束之间(低铒,高速度和高阻抗),可以导致严重的偏斜与高速行驶差分对。它不应该被用在印刷电路板与此类的信号。

图4:在3313玻璃阻抗变化

如图4,如果3313玻璃相比较1080玻璃,阻抗变化是根本不同的。与此相反的1080玻璃,在3313玻璃,阻抗是均匀得多,因为它隔着玻璃编织行进在水平和垂直方向。这将导致统一ER和速度,极低的偏移。已证明引起歪斜在差动对的编织是106,1080,2116和7628。

表1是构建几个测试多氯联苯从各种材料,以评估玻璃如何各种编织影响歪斜的结果。

表1.偏移的测试结果七材料制造的两个玻璃编织样式(3313和8313)


其原因有两个条目的I-SPEED是与第一实施例用的迹线和平面和第二使用的痕迹和在平面之间1035玻璃两层构建之间3313玻璃单层构成。

有多种用于减少编织诱导歪斜的影响的方法。(这些将在这篇文章的第2部分进行讨论。)
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