损耗,过孔stub,眼图

本期以25Gbps信号为例介绍一下过孔stub对眼图的影响。在HFSS中建立差分过孔模型如下:

他的S参数如下:

S11

S21暂不考虑阻抗的影响,单纯的看S21没有明显的谐振;而如果我们把扇出线有bottom层改为L3层时,过孔的stub非常大,模型如下:

此时的S参数:

S21曲线在17.5GHz左右存在非常大的谐振,这是由于过孔stub引起的1/4波长谐振,该频率能量在这里无法传递过去,因此表现为损耗;那么通常解决这个问题的方法是将过孔做背钻处理,模型如下:

过孔的stub减小了很多,由于背钻工艺还有一些残留,那么测试S参数如下:

此时S21曲线中的谐振点向高频推延,这也符合前文的分析,1/4波长对应的频率变高;当然除了背钻之外还有其他方法可以减小这个谐振,比如如下结构:

此结构将过孔比较长的stub一侧用传输线连接,这样在另一侧的stub就由bottom层变为了top层,减小了很多,S参数如下:

同样能够消除stub引起的谐振;------------------------------------------------------------------------(后台回复“HFSS_STUB”下载模型)------------------------------------------------------------------------接下来我们来看一下这几种情况下的眼图:信号的速率为25Gbps,通道有一个基础损耗,除了过孔之外,其他条件都一致;加上有损传输线之后的S参数对比如下:

很明显的stub谐振;过孔在bottom层扇出的眼图如下:

过孔在L3层扇出的眼图如下:

过孔在L3层扇出+BD的眼图如下:

过孔在L3层扇出+UTURN的眼图如下:

几个结构眼图的眼高、眼宽统计如下:

综合S参数与眼图的仿真对比,可以看到过孔stub的影响非常大。

当然还是要看stub的长度和信号的速率。

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