本帖最后由 criterion 于 2015-3-6 21:21 编辑
8 [! a" o8 i$ z8 F) x
/ S0 N: F: C, K分几点来讨论好了 1. * ~9 V* ]4 B" v3 j3 L$ B
6 ~# K2 d$ p7 T2 h X7 Y. q. F
由KCL可知 一个节点若有电流流出 肯定会有等量的电流流入
' l9 q) E( n3 p! \- `& K, b5 ]
- X8 E% x' F7 O' o. s( w
所以任何讯号都会有回流电流，整体形成一个封闭回路，如下图 :
, S# F3 k, C8 u# U
3 Z0 ~' d5 R% U3 C6 a
2. 电流流经封闭回路的磁场，会构成磁通量， 其磁通量与电流的比值，便构成了电感，而电感又与感抗有关。
" P- y9 t- Y7 a
' X+ f6 ^8 F* S8 B! p$ Q
由上式可知，回路面积与感抗成正比，若回路面积越小，则感抗就越小。 而由下图可知，低频讯号的回流电流，会走最小电阻路径。 而高频讯号的回流电流，会走最小感抗路径， / Z; i! H6 H% e8 b/ N/ f
6 a% {5 L9 s& ?0 W9 ^/ [! M
前述已知，回路面积越小，则感抗就越小， 亦即高频讯号的回流电流，会走可以构成最小回路面积的路径。 因此，如上图， 虽然高频讯号的回流路径，比低频讯号的回流路径来得长， 但整体构成的回路面积较小， 而由仿真结果也证实，当讯号为低频时，其回流电流只集中在Load到Source这段路径， 但当讯号为高频时，其回流电流会集中在原路径下方。
F9 ?6 b3 V2 V' E/ _' k& I G; e) y0 o
所以我们得到一个结论 对高速差分讯号而言 可能以彼此为回流路径 也可能以GND为回流路径 端赖谁能提供较小的回路面积8 E' r4 G8 w! D) P, T$ T% N
! c* D+ R* x: g" {
1 ~ i, e' I. M C$ C
3. 以Any Layer的十层板为例， 其讯号走线与GND的距离为2.8 mil，就算下层挖空，也只有5.6 mil。
& S9 q2 e0 H8 O- R1 h" e! v7 C& t$ Q+ P; @) M( d
但表层走线若要达到100奥姆，其间距差不多要10mil，
4 \: d3 |( @9 H4 b4 Y" v! t/ c) W `: C7 O2 b' A/ e
因为与GND的距离较近，亦即GND能提供较小的回路面积， 这表示以GND为回流路径的机会大得多。 而由下图的仿真结果可知，瞬时时，其回流电流都集中在差分讯号原路径下方的GND。 3 ?- Z% v! O& k5 i8 y0 h
! x" d+ B( {$ Y/ V
因此差分讯号的回流电流，大多情况确实是存在于GND，而不是彼此 因此 即便完全对称 仍然需要GND 若将GND拿掉 一来是阻抗难以控制 二来是回路面积变大 (因为彼此间距一定大于跟GND的距离) 会使EMI干扰变强 所以GND对于差分讯号，必须如同单端讯号一般，GND要维持完整性。 由下图可知，当差分讯号的GND为一完整平面时，其Return Loss至少有-20 dB，而Insertion Loss也不大。
/ r% R/ f0 X8 x" ?& r. Q
' d ^. Y2 A& o3 \$ I
但当差分讯号的GND有一开槽时，其Return Loss几乎都不到-20 dB， 而Insertion Loss也明显变大许多，如下图 : ! A# H" b' x* O; z) N2 D
, Y3 @5 L$ J- h2 r+ {
因为差分讯号与GND的距离会影响阻抗， 换言之，当差分讯号经过开槽时，会因为阻抗不连续，产生反射，因而Return Loss变差。 而开槽可等效于电感，由于电感会衰减高频讯号， 故当差分讯号经过开槽时，其能量会衰减，因而Insertion Loss变大。 3 L4 S* } L/ A% ?
# |" A0 D0 @# S. l0 }* J
由下图可知，GNDBounce，会使输出波形失真，以及影响邏辑运作的正确性，进而使系统稳定度变差， 9 \1 N8 ]: S) T7 Y9 S- A& }
/ S( w6 H/ z! P9 `# ?
而由下图可知，差分讯号经过开槽时，会产生GND Bounce。 5 K9 { W/ s3 ]) D2 B: ^$ O
( C: |' {$ z/ `3 y% U
所以可知 只要切断了差分线的回流路径 就是会有影响 " P% E" j2 }; e/ |) R, M( K
6 D% G% n1 M \ [- x
其他详情可参照 在此就不赘述
/ ?) A& r3 h' S) t, K9 x | 
[复制链接]
/1 
发表于 2013-9-11 19:49
QQ好友和群
QQ空间
腾讯微博
腾讯朋友
微信
收藏
支持！
反对！
发表于 2015-3-6 21:20
楼主
