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高速先生成員--姜杰 高速先生前段時間分享過一篇文章《諧振威力,不容小覷》,介紹了平面諧振影響信號插損的案例。 細心的粉絲發現一個問題:案例中的器件布局在單板的TOP層,產生諧振的電源平面在L13層,如果說L13層以下的布線層,比如L18及L22層信號過孔穿過諧振腔,受到影響還能理解。 那么,對于背鉆后的L9層和L11層的信號過孔,在Z軸方向上,明明離著諧振腔還有一定的間距,為什么插損也會受影響? 
文字描述略復雜,看圖一目了然。為了讓大家看清楚Z軸方向的間距H,圖中僅展示L9層信號走線、相應差分過孔,以及L13層的電源平面。 
乍一看,信號路徑與電源平面完全沒有交集插損異常出現的沒來由,分析無從下手…… 如果能換個角度,比如,電磁場的分布,問題便會迎刃而解。 
信號傳輸過程中場的分布如下,答案就在其中! 
給關鍵位置來個懟臉特寫: 
所以,真實的情況是,看似毫無關聯的信號路徑與電源平面,實際通過電磁場暗通款曲。 接下來,高速先生將通過仿真對比,展示信號插損跌落從無到有的過程,從而說明信號路徑與電源平面間距的影響。 這次選擇的仿真對象是L7層信號(對應過孔下端的藍色走線層面),如果大家還有印象的話(沒印象可以直接翻看文初第一個圖),該層走線的插損最初是沒有異常跌落的。模型調整的是原本位于L13層電源平面(圖中紫色高亮)的層面。同時,為了減少變量,讓結論更清晰,模型中的過孔stub全部設置為0,直接上圖: 
插損仿真結果如下:隨著電源平面與信號路徑越來越近,插損異常跌落從無到有,并逐漸增大。 
電場分布仿真結果反映了同樣的趨勢,隨著電源平面與信號路徑越來越近,電源平面上的電場強度逐漸增加。 
看到這里,嚴謹的粉絲可能又會問了:過孔stub為0只是理想情況,實際stub長度到底有多大影響呢? 別急,我們保留L7層走線,L9層電源平面的模型(位于中間的L8層是GND平面)繼續研究。 
通過對比發現,隨著stub長度的增加,插損跌落的幅度隨之加大。這也從另一個角度說明,平面諧振腔距信號路徑(雖然過孔stub是我們極力避免的,但也是信號路徑的一部分)越近,對信號產生的影響也越大。 
綜上,平面諧振對信號插損的影響,并非只存在于信號路徑穿過諧振腔這一種情況——即便兩者在Z軸方向有一定間距,通過電磁場的隔山打牛,依然可能會引發插損異常。 關于一博: 一博科技成立于2003年3月,深圳創業板上市公司,專注于高速PCB設計、SI/PI仿真分析等技術服務,并為研發樣機及批量生產提供高品質、短交期的PCB制板與PCBA生產服務。致力于打造一流的硬件創新平臺,加快電子產品的硬件創新進程,提升產品質量。 一博珠海板廠: 位于珠海經濟開發區,坐擁PCB產業優質人才資源及完善的產業配套。專注于高端快件,提供高品質的高多層、高速、高精密、HDI等PCB生產制造。聚焦國內高端快件細分市場,致力于推動國內PCB行業的技術進步,尤其是高速、高多層、高復雜PCB產品的快速交付,對應PCB廣泛應用于ATE、AI算力、服務器、工控、通信、汽車、醫療設備等領域。
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