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高速先生成員--黃剛 做多了高速信號(hào)鏈路的設(shè)計(jì)和仿真后,不管協(xié)議的林林總總,從結(jié)構(gòu)上分,無(wú)非就是兩類:要么就是純板內(nèi)的高速信號(hào),例如板內(nèi)的芯片到芯片的高速鏈路;要么就跨板信號(hào),也就是收發(fā)芯片在兩個(gè)不同的PCB板上,高速信號(hào)需要跨板連接。又或許是同一個(gè)高速協(xié)議的信號(hào),也可能一塊PCB板走完和分兩塊不同的板去走。 例如大家比較熟悉的PCIE5.0信號(hào),總的損耗要求是36dB。我們看到的大多數(shù)的應(yīng)用場(chǎng)景都是主板+金手指卡的系統(tǒng),協(xié)議對(duì)這兩部分的損耗也有明確的要求,所以從這個(gè)角度來(lái)說(shuō),這種跨板的鏈路,損耗是很好分的。 
插入損耗可以通過(guò)兩個(gè)板子單獨(dú)來(lái)量化,那回波損耗呢?同樣也能單獨(dú)每塊板子來(lái)定義嗎?還是以上面的PCIE協(xié)議來(lái)舉例,一般來(lái)說(shuō)協(xié)議會(huì)定義通道的回波損耗大概會(huì)在8到10dB的樣子。按照插入損耗的邏輯,是不是就意味著如果主板和金手指板卡兩塊板的回波損耗都做到10dB之后,合起來(lái)使用的通道回波損耗也一定能在10dB呢? 
又到了舉個(gè)栗子的時(shí)候了!我們首先營(yíng)造出兩個(gè)具有一定值回波損耗的PCB板,就叫它PCB板1和PCB板2吧。 Case1:PCB板1和PCB板2都有一個(gè)110歐姆的突變點(diǎn)。 
兩塊板的阻抗曲線如下,鏈路中間均有一個(gè)110歐姆左右的阻抗突變點(diǎn),如下所示: 
這時(shí)候兩塊板子單獨(dú)的回波損耗均為:17dB@25GHz。 
那么如果把這兩個(gè)板子級(jí)聯(lián)在一起,從全鏈路的阻抗曲線看,就是有兩個(gè)110歐姆的阻抗突變點(diǎn)了: 
那么大家猜猜這個(gè)級(jí)聯(lián)之后的鏈路回波損耗還會(huì)是17dB嗎? 
噔的一聲,結(jié)果出來(lái)了,上述兩個(gè)17dB的板子級(jí)聯(lián)的話,回波損耗居然只有11dB!!! 
那大家可能忍不住又要問(wèn)了,你這個(gè)是因?yàn)閮蓧K板子都各有一個(gè)110歐姆的阻抗高點(diǎn),兩個(gè)突變點(diǎn)都是大于100歐姆的同方向突變點(diǎn),如果是一塊板110歐姆突變點(diǎn),另外一塊板90歐姆突變點(diǎn)的話,會(huì)不會(huì)有一種互相補(bǔ)充的效果呢?可能就立馬會(huì)好了哦! 
所以case2的示意圖就像下面這樣了: 
從TDR阻抗來(lái)看,兩塊板子的阻抗曲線如下:板子1-110歐姆,板子2-90歐姆。 
從單獨(dú)每塊板子的回波損耗結(jié)果看是這樣的:板子1-17dB,板子2-16dB。 
又是驗(yàn)證大家想法的時(shí)候了,一個(gè)110歐姆,一個(gè)90歐姆的反向阻抗突變點(diǎn),兩塊板子級(jí)聯(lián)后的回波損耗到底會(huì)不會(huì)變好呢?首先我們還是來(lái)看看級(jí)聯(lián)后的全鏈路阻抗,能夠清楚的看到這兩個(gè)突變點(diǎn)。 
回波損耗到底怎么樣呢?時(shí)間關(guān)系不賣(mài)關(guān)子了,直接看下圖! 
額,感覺(jué)比兩個(gè)同向的110歐姆阻抗突變點(diǎn)級(jí)聯(lián)還差???從驗(yàn)證結(jié)果上看起來(lái)至少不比它好。 
行吧行吧,簡(jiǎn)單總結(jié)下哈。遇到這種兩塊以上板子去配合使用的場(chǎng)景,插入損耗或許可以直接相加得到總數(shù),但是回波損耗是萬(wàn)萬(wàn)不能的。那么對(duì)設(shè)計(jì)和仿真端的朋友有什么啟發(fā)呢?首先當(dāng)然就是鏈路的阻抗優(yōu)化和匹配很重要,然后就是對(duì)于回波損耗指標(biāo)的分配,絕對(duì)不能以開(kāi)頭所說(shuō)的那樣,總的回波損耗要求做到15dB,那我們分到每塊板只要都做到15dB就夠了,這種思想很危險(xiǎn),而且是錯(cuò)誤的哈!另外再深入一下,如果我們只做這個(gè)系統(tǒng)里面的一塊板子,哪怕是別人告訴你,他做的另外一塊板子回波損耗能做到15dB,你也不要掉以輕心,最好你還是把你自己這塊板子的指標(biāo)嚴(yán)格要求到20dB以下,這樣和別人的板子配合起來(lái)可能總鏈路的回波損耗才做到15dB哦,是不是頓時(shí)就感覺(jué)壓力很大呢,就好像下圖這個(gè)情況一樣被動(dòng)了。 
問(wèn)題:如果是你們的產(chǎn)品,只是系統(tǒng)里面的其中一塊板子,那么插入損耗和回波損耗怎么去定呢?高速先生想聽(tīng)聽(tīng)大家不同的處理方案!
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