微帶線拉開7H你就覺得很穩(wěn)了？

edadoc

作者 | 黃剛（一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)隊(duì)員）

在我們接受過的眾多信號(hào)完整性理論的教誨里，關(guān)于串?dāng)_有一條原則就是帶狀線拉開5H，微帶線拉開7H，這樣做的據(jù)說能夠躲開百分之90以上的串?dāng)_。今天就讓高速先生通過測(cè)試驗(yàn)證一下微帶線7H的理論，看看是不是真的那么穩(wěn)！
1 @+ T/ e# @  _- P, `
& w% G2 m6 J9 i# g/ x3 S5 e1 `本期文章的測(cè)試板參考了我們高速先生隊(duì)長(zhǎng)在上周視頻中的包地理論之后，進(jìn)行了進(jìn)一步的延伸和擴(kuò)展而設(shè)計(jì)的一款測(cè)試板。對(duì)比于視頻，我們延伸的點(diǎn)包括了把打包地過孔的距離由視頻中的400mil縮短到50mil一個(gè)過孔，另外就是在測(cè)試的頻段了，由于我們高速先生的去嵌頻段已經(jīng)能穩(wěn)定在50GHz+，因此我們能看到50GHz+的去嵌測(cè)試結(jié)果，能看到在很高頻的情況下待測(cè)物的性能哈。

想回顧一下我們上周高速先生隊(duì)長(zhǎng)視頻的童鞋可以點(diǎn)擊以下鏈接哈，不然你們可能會(huì)跟不上本期文章的節(jié)奏哦！

https://www.bilibili.com/video/BV1ff4y1y7Ci/

, s% j+ H5 d+ F
好，在回顧完視頻之后，我們開始了本次新測(cè)試板的研究哈。在包地和不包地的情況下，我們使兩根單端線（紅色）的阻抗相同，兩根線的gap距離為7H，H就不用高速先生再多說是什么意思了吧。然后前面說了，我們把包地過孔的距離由視頻中的400mil縮短至50mil，在這樣的情況下我們來看看包地和不包地的性能到底是怎么樣的哈。

$ K  B/ f/ Y0 w% O5 G& p4 ?50mil一個(gè)地過孔其實(shí)是包地包得非常好的一個(gè)設(shè)計(jì)了，根據(jù)視頻中的描述，在400mil地過孔距離的情況下，我們的包地效果會(huì)在某些頻段呈現(xiàn)出反諧振的效果，其實(shí)這個(gè)是因?yàn)?分之一波長(zhǎng)阻抗變換的理論造成的。那么理論上我們把地過孔打得更密之后，會(huì)不會(huì)把反諧振的頻段推到50GHz之后呢？我們先來看看包地的遠(yuǎn)端串?dāng)_結(jié)果，如下所示，的確沒有出現(xiàn)反諧振的波動(dòng)點(diǎn)，說明50mil一個(gè)點(diǎn)的情況下能保證50GHz內(nèi)不出現(xiàn)阻抗變換的反諧振點(diǎn)，這個(gè)順帶補(bǔ)充一句，具體地過孔距離與反諧振點(diǎn)的關(guān)系其實(shí)是可以計(jì)算的，有空高速先生可以針對(duì)這一塊詳細(xì)展開，這里先不啰嗦了，我們還是回到主題先。

1 F0 r5 H* z& s, }! F' p那么現(xiàn)在你們肯定很著急想知道，如果只是拉開距離不包地的串?dāng)_是怎么樣的呢？好，這次高速先生不賣關(guān)子了，直接對(duì)比如下。
* Y5 q. n) e' T# Y: g

可以看到，如果包地的地過孔設(shè)計(jì)很好的話，包地的效果就出來了，在整個(gè)50GHz的頻段內(nèi)，包地的串?dāng)_都是優(yōu)于不包地的。文章寫到這里其實(shí)已經(jīng)講明白了一個(gè)設(shè)計(jì)非常好的包地，地過孔非常緊密的情況下，在同樣的間距下面，包地其實(shí)還是有明顯的好處的。高速先生覺得說到“明顯”這兩個(gè)字大家可以不太相信，不就是遠(yuǎn)端串?dāng)_的結(jié)果好幾個(gè)dB而已，為什么說很明顯呢？高速先生決定繼續(xù)往下說。
1 F% F  D# S3 e% Z
串?dāng)_只是它的其中一個(gè)表象，我們信號(hào)傳輸其實(shí)最關(guān)心的還是插入損耗，也就是到底有多少能量能去到接收端。從這個(gè)指標(biāo)來說，大家可能會(huì)覺得厲害很多哈，如下所示：
# E7 i9 f6 L  T% y

! D3 Q0 l; ~: u( R3 {在不包地的情況下，插入損耗在10GHz之后就明顯的變差，最后去到50GHz時(shí)，損耗幾乎比包地多了50%。其實(shí)也很容易理解，因?yàn)槟芰渴鞘睾愕�，串�(dāng)_的能量多了，在阻抗一致，反射回源端的能量基本相等的情況下，傳到接收端，也就是插入損耗肯定會(huì)變差啦。說白了就是損耗掉的能量去到了串?dāng)_那里了。

" m+ ~( t6 w- u2 n1 n* n. C$ J! Y根據(jù)這個(gè)理論，我們?cè)賹?duì)比以下這個(gè)東西，大家就會(huì)更明白了，如果只是單線，沒有串?dāng)_的情況下的插入損耗又會(huì)怎么樣呢？

話不多說，直接上結(jié)果！

可以看到單線沒有串?dāng)_的情況下，損耗的結(jié)果會(huì)進(jìn)一步的變好。這就更說明了串?dāng)_對(duì)損耗的影響是非常大的，換句話說就是串?dāng)_消耗掉插入損耗的比例還是非常大的，尤其當(dāng)串?dāng)_差于-15dB的情況下，基本上插入損耗會(huì)減小一個(gè)很大的比重。

本期文章的信息量還是比較大的，因此高速先生最后對(duì)本文做一個(gè)總結(jié)，讓大家更清晰的了解到本文想要表達(dá)的宗旨哈。
3 G. k8 B+ ^, A8 \+ R! t( X
1.對(duì)于單端的微帶線來說，在不包地的情況下7H其實(shí)并不穩(wěn)，如果并行長(zhǎng)度在inch級(jí)別的時(shí)候，串?dāng)_對(duì)于損耗的影響還是非常大的；

- N9 v) D; V2 I1 D$ r/ L3 ?2.一個(gè)設(shè)計(jì)很好的包地其實(shí)是能夠改善串?dāng)_的，會(huì)有正面的幫助；

4 m# G* {' ]6 ~4 J) s7 r$ k9 `. O3.無論是包地還是不包地，由于存在了串?dāng)_，損耗都會(huì)變差，至于變差多少就和串?dāng)_的大小成比例。

* M% }2 _" o- n* e! w' H! a

4.像單端的微帶線能夠走到那么高頻段的情況，高速先生第一個(gè)想到的就是射頻走線，像目前最高的有77GHz的毫米波，因此包地對(duì)于射頻信號(hào)來說還是非常非常必要的。而相對(duì)數(shù)字信號(hào)而言，一般高速的數(shù)字信號(hào)不會(huì)是單端線，因此不在這個(gè)范圍內(nèi)考慮。對(duì)于微帶走差分線的分析我們作為本期的問題哈。

, H2 G. h) [5 M) J