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本帖最后由 mosman 于 2016-3-9 00:57 编辑 $ T( d) q! N" Q1 Y
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AC耦合电容组装结构的优化/ e/ Q! M% [9 j2 u6 m' J
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
6 x+ d# J! j$ b* p, H# O6 A! {- i
! {; B# l, V; F一个典型的通路作为实例来研究这个问题) f; ^) r$ {. t( \( M
' ^; p% Q3 o8 X+ {# I
: R. ^' I. G# O$ b* G8 d其中电容的模型是C=100nF,ESR=1mOhm,ESL=100mn
4 |' k8 w" M5 B& m! d* j# _, L' u+ t' C- q# |$ W
9 E0 k1 }3 @* B
4 e# n& _0 r, @% _( F/ E当信号传到AC电容处，由于焊盘的面积和电容两端的引脚比较大，这个地方的寄生电容必然很大，最终在TDR图上对应地显示出阻抗偏小。为了让阻抗连续，减少寄生电容，可以在电容的下方将参考平面掏空，如下图
7 B; c8 W* S3 J+ g0 Y
6 `( E0 ~) w. u0 w/ I- b: _: {9 Z
+ o- a* Z" m0 X/ s+ K1 ]8 O
6 q% v% i1 m4 F9 a1 _将修改前后的电容结构分别做3D电磁场仿真：
2 `! a- F- [7 D8 |3 {" Z一、回损% j ?& d; |" e( P- P
1)没有掏空
( Z ^& Z0 i* R8 G5 M; c" S: p+ Q; L7 I1 B% I3 P" L* P
\& E# p& w, a/ S( u2 S
$ q9 B; X# ]6 A7 a6 B2)掏空
3 W, l4 E/ |3 b5 ~* ^; C9 m& r0 T% X5 E
1 g2 s% M/ d- D" U/ F- I% h" m
" R2 O) i- W* z0 S* i/ b6 q掏空之后，无论是S11还是S22，都要比原来的改善很多，回波损耗在-30dB以下，这在实际的通路中的响降到最低。从S22>S11可以看出靠近电容的端口回损要大，如果要降低反射，可以将电容放在离发送端远一点的距离上。3 R( O- ?6 M. h& A& K9 f7 q
3 F A$ P) i" b0 |! o' z二、插损
- V' J G8 K* Z( W* m# o1)没有掏空
9 D! ^9 m( M7 p* D- f
6 J$ R4 e, r& a6 U+ s0 w0 B
1 M7 R: }* p1 ]0 l: D2)掏空
4 k2 ~3 D0 ]- @* F. W" r
3 ^; ?1 ^* i1 }, H I$ Y6 l4 C- Q
电容造成阻抗的不连续带给插损的影响很小。
! L: D. D" K5 i/ W+ q- ]$ [- e0 m- T
$ M3 \/ Y. H) R( u/ F6 S9 J三、TDR' r6 ? C# j" H* k8 k5 u
用前面3D电磁场仿真得到的S参数对这两种电路做TDR分析：( Z% y* s; K5 t2 R8 e. Z
1)没有掏空4 [% T& Z% ~ w j
2 b3 _; ^, Q; D9 ~; q) \) P" {$ u2 m& T. d
$ d u4 s# U; S" v7 x* g& a( G- [2 ]# K
2)掏空
9 K. ^/ r! B+ s+ J: n/ U& L; Y
" H: x, b, N& ?- e; }* X
7 V' P7 T) ^+ S" Y; [4 V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
' k9 M7 }- M8 _0 g6 }; |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。
) H+ c2 G/ j& h/ a/ N4 n1 s掏空区域的大小要根据软件仿真得到，不能一概而论。, X9 [2 w. L4 H( W6 C* y
z: w, ?; \7 i. {( K0 ~
$ H. Z6 M- b' ?/ |- L2 d" ~4 c9 i% `/ ]4 j- M8 R0 X
9 q9 g/ `7 k5 _2 R) n$ R5 ?
3 W( s! b) l: y$ U7 j
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发表于 2016-3-9 00:46
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