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本帖最后由 mosman 于 2016-3-9 00:57 编辑 $ T7 r3 n l3 Y. A; @! s
2 [2 d5 K$ }: {( _
AC耦合电容组装结构的优化+ ~1 S5 Y, l8 {$ w
在高速串行链路中，为了让工作在不同电压下的发送器和接收器能够连接(也许是为了不影响各自buffer模拟电路部分的静态工作点)，需要在通路中加入隔直电容，但是隔直电容自身和焊接电容的焊盘会给通路带来阻抗的不连续性。这在设计中都需要仔细考虑，也需要考虑电容是放在发送端还是接收端的问题
, D; k% A( V5 c2 l/ D/ `" [9 }" T0 {
一个典型的通路作为实例来研究这个问题
! l/ v3 m1 i( a" h! T% p
" S1 O& U# Q- H( _3 i4 `3 _/ K# N( L2 X4 z% Z! g5 |
其中电容的模型是C=100nF,ESR=1mOhm,ESL=100mn
2 B. P" h5 q5 O9 k3 V+ p
# M6 m; e8 J; H; i9 @5 l& m
4 V# v' S0 h9 @& z l
) p% n Z, \. Y. J2 \9 y8 D
当信号传到AC电容处，由于焊盘的面积和电容两端的引脚比较大，这个地方的寄生电容必然很大，最终在TDR图上对应地显示出阻抗偏小。为了让阻抗连续，减少寄生电容，可以在电容的下方将参考平面掏空，如下图
5 q! F1 T/ @; T5 ^3 O
/ r% @# s4 v7 H5 t* z( ]
, X% U+ c# q0 c/ x) Z3 l& f9 `: ^8 l( W, C8 d+ V# P: V
将修改前后的电容结构分别做3D电磁场仿真：1 w) L; ]$ {. g" K1 F
一、回损3 E0 ^, O9 n9 ?( r
1)没有掏空; _6 p9 a% n# ^) P3 K, \9 e9 ]' b
; H/ H- n9 `& L# ~- Z5 P
3 F. \* x L# |3 L& J
5 }/ i# P* P8 |' I1 T8 S5 C( s# l, |/ H2)掏空1 c% e8 z/ U4 `0 S; m# H! H
! R7 c' C# X& @4 Y5 a1 ~
" x2 P4 a4 X1 M# R" V
5 W3 S+ F4 `5 H) L3 _3 S掏空之后，无论是S11还是S22，都要比原来的改善很多，回波损耗在-30dB以下，这在实际的通路中的响降到最低。从S22>S11可以看出靠近电容的端口回损要大，如果要降低反射，可以将电容放在离发送端远一点的距离上。
& q/ x Q/ j3 S$ w5 N$ X
" Z7 x- ^* w C- S二、插损2 w, z/ `- [3 R
1)没有掏空: K9 T) w8 p9 u% U5 w/ g
1 [5 N0 w& J, m# f% X! c
! i0 |9 U6 h" I- ^8 G9 ?, N" t2)掏空
& a: U0 P6 I" x8 p
. w6 _' \5 {2 x( ~( T- I' M2 B9 v y2 h. F: `7 N' `! n
电容造成阻抗的不连续带给插损的影响很小。" Y- s& p6 {" S8 e
1 O4 x. x) `6 A( |- Q7 o* y! O
三、TDR" _5 v" J. R5 `, t5 s/ ~6 O' ?. z
用前面3D电磁场仿真得到的S参数对这两种电路做TDR分析：2 w G8 j# w4 N/ ^1 {! T" d6 w9 L
1)没有掏空" y* Q) H' z( Y5 u& J& ?
7 c$ Y* v. i4 N' V
9 u- v, o4 w8 t6 X0 Z. H6 J
2)掏空! s& a7 A. d2 X$ g5 B: w
1 l/ x2 K8 W) J5 [' ^9 ^8 x
; y) D' `9 q" U5 }
可以看到未掏空之前阻抗的不连续点很明显，掏空之后的阻抗十分连续，几乎看不到任何的不连续了& _ g$ `' q. x- `8 V7 n. U
类似的掏空处理方法还有很多地方可以用到，如大的QFN焊盘下方， DDR4内存条金手指 的信号参考平面。
4 A6 Z( X1 @6 T1 `: f7 C; K5 O掏空区域的大小要根据软件仿真得到，不能一概而论。
, W$ p9 }8 E# Z; Y& z; Z- U, @+ i& D( L0 E( B T) p9 g4 q% Q
! G1 _# ] U/ {5 a3 y4 |6 _
1 e" y8 q3 B2 I9 _: G
$ W* ~* q( p2 r- U d
) @2 K8 O! i2 m' n( M
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发表于 2016-3-9 00:46
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