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标题: 关于高速电路的信号回流的2个问题 [打印本页]
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-24 08:48
标题: 关于高速电路的信号回流的2个问题
如果一对高速差分信号传输线（2.5G），经过过孔传输到另一信号层中。9 W  f( t- J% y2 W" S
两信号层的回流路径分别是两个地平面，但是没有在信号过孔旁边添加地过孔，因而造成了信号回流路径的不连续，问题如下：+ F6 E0 R) G# B+ P; Q6 ^- o: o
1 如此会对信号眼图有什么影响？* L, w8 q% q% G3 ^6 Y7 M% _
2 可以用什么软件对该现象进行仿真？
1 ]% a, v, X) e+ I" s9 C( n! R" A7 j7 B2 ^, \: C4 K
希望能得到论坛朋友们的解答, y4 H- v: |! c' q0 g

$ C* Y1 K7 L0 v[ 本帖最后由 snowwolfe 于 2008-7-24 09:44 编辑 ]
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-24 09:45
在线等待大家的回答！
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-24 12:08
高手在哪里？
作者: liqiangln    时间: 2008-7-24 12:43
！你把你的情况用mentor或是cadence的信号仿真软件描述出来，仿真出的结果就是你要的东西！: E4 y0 G5 ~  x; I) A' o8 N2 _
" N! c# o0 D2 D+ D" H
这个很容易的！
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-24 13:29
首先cadence可以仿真2.5G的信号嘛？
% G' k* M/ m' M3 |0 \( E其次，我想仿真的是信号回流的不连续，曾经用hyperlynx试过，在回流路径不连续的情况下，信号眼图没问题，根本不行。& w6 R& P* a  g, ^. T+ u
0 `# p* D! T! u; ~* c
[ 本帖最后由 snowwolfe 于 2008-7-24 13:31 编辑 ]
作者: libsuo    时间: 2008-7-24 17:47
我想你有个问题是没注意到的：7 A1 S  V6 v8 H, o# u: c1 H
“差分信号经过过孔传输到了另一信号层中，那么回流路径也应该通过过孔选择另外一个参考平面，因为两信号层的回流路径(也就是参考平面)分别是两个地平面”。这种情况只是理想情况。这样的安排信号回流是走最低阻抗路径的。, E7 U4 w+ x4 J1 a! o
但是你在差分信号护层的情况下，没有安排回流路径的换层，并不是说信号回流就会不连续，只不过它走的不是最低阻抗路径而已。电流最终还是会回流到0V参考点。除非你的两个地平面始终没有过孔连接在一起，差分信号和地最终没有形成一个完整的回路，那样才会出现回流路径不连续。# d- V& \* I& U( i5 P9 @

+ W/ Q/ r' p  x: w5 t( x你想是不是这样子？
# J2 }% b% M; R" o1 w4 u3 Z$ T: {" N
[ 本帖最后由 libsuo 于 2008-7-24 17:49 编辑 ]
作者: sky2008    时间: 2008-7-24 18:29
你所说的这个差分信号是真实的差分信号还是伪差分？
+ J( G7 q6 G2 l( \( a4 c4 W如果真是差分信号，那么差分信号的回流基本上是通过相对的那个信号进行回流的。
( m% h3 P7 }$ D4 m% j, B; o$ o, Q因此这种情况下你所说没有地过孔对信号也就没有影响了。  Z- b# r3 J) W! K

9 y! P  M- {; u; F如果是伪差分，那么它必然是通过地回流的，当你没打地孔的时候，信号会寻找最近的地孔来回流。& j1 s' t3 }/ h% ?" p4 r# ^
因此影响的大小要看最近的过孔有多远了。+ q+ m9 g% |* j# _# }$ `& n4 b

3 `: F. T  e$ h$ p" S据我说知，目前还没有软件可以仿真回流路径。在仿真原理上还比较容易实现，但整个环境比较复杂，进行电磁场仿真的时候计算量非常大，对计算机的要求也会很高。  @; a9 l: O! I' `& p; h: Y+ R
% c( s5 \- A  |6 X' D/ M' j# X% d
个人看法，不一定正确，请斧正！
作者: liqiangln    时间: 2008-7-24 22:45
！1 X( F' F8 b. f+ L) Z3 b3 {# p
首先cadence可以仿真2.5G的信号嘛？EDA365论坛( e2 F# M6 a3 {0 _/ M: [+ ~
% e  ~) D6 Y, a# h7 o* j其次，我想仿真的是信号回流的不连续，曾经用hyperlynx试过，在回流路径不连续的情况下，信号眼图没问题，根本不行。
% o5 J) X+ z$ g) a6 w
& O# A& d" a# V+ `; E首先cadence可以仿真2.5G的信号嘛？：这个最近没研究过，可以看看最近版本1 U# a% p/ @3 o; R8 p1 h7 m" U
$ m2 X, X* k. x  @( ]' k" l( v
其次，我想仿真的是信号回流的不连续，曾经用hyperlynx试过，在回流路径不连续的情况下，信号眼图没问题，根本不行。：如果你按照你描述你的建模，软件会算出你的参考平面不是同一个地平面，这个信号没问题，有什么问题吗？你认为一定有问题。你的参考平面又不是一部分是电源，一部分是地，跨平面了。再说2.5G也不是很高速，你走线多长，用的板材是什么的？
, Y9 U5 h' V  K: r' u; a' [1 v  ^4 T! }1 f% R$ a
EDA365论坛( e2 F#
作者: libsuo    时间: 2008-7-25 09:34
原帖由 sky2008 于 2008-7-24 18:29 发表 ( o$ i% M0 _) {  m' E2 K+ d3 N  ^
你所说的这个差分信号是真实的差分信号还是伪差分？1 @1 R( F6 s$ R% E4 ~
如果真是差分信号，那么差分信号的回流基本上是通过相对的那个信号进行回流的。
( \4 U" O8 ~& _$ h/ k因此这种情况下你所说没有地过孔对信号也就没有影响了。% O: e3 Y& c5 P: V" g$ h

+ g2 b: r# _& F如果是伪差分，那么 ...

* M; Z+ @/ S3 }8 d; M- Y6 z% r4 D$ d$ `
昨晚回去又详细翻了下书，发现点问题：4 A# z, Y0 s1 l% i2 b
“如果真是差分信号，那么差分信号的回流基本上是通过相对的那个信号进行回流的”。
7 I: ]6 b; K! p2 ?8 A其实这个概念是不对的，即就是相位差正好为180度，电流大小完全相等的一对差分信号，其电流回流也是通过返回路径走的。只不过由于电流大小完全相等，并且相位差正好为180度，所以在返回路径中的总体效果是这一对差分信号在返回路径中没有电流，看起来就像是一个信号依赖另一个信号组成返回路径。
# ^& J* c( Y3 R( {4 ^8 R( g& K  v6 L
不知道是不是这样？大家再讨论。
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-25 10:37
原帖由 libsuo 于 2008-7-25 09:34 发表
) ~  l) g6 D& n% g8 w$ l! s
0 c9 B9 o. z( R8 x* j4 T! ?0 Q" H1 w
昨晚回去又详细翻了下书，发现点问题：9 U3 w( y$ N5 S3 n. W
“如果真是差分信号，那么差分信号的回流基本上是通过相对的那个信号进行回流的”。( k1 ]. t1 D( P
其实这个概念是不对的，即就是相位差正好为180度，电流大小完全相等的一对差分信号， ...
/ n2 J8 k/ F3 _, e& [: b
那我就存在一个问题：如上所述，即使是真正的差分信号，也需要地（电源）平面回流路径，如果路径不连续，也会引起信号完整性问题？ 还是说：因为回流大小相等，相位差180度，所以处处抵消而不需要回流路径的连续了？
作者: snowwolfe    时间: 2008-7-25 10:43
原帖由 liqiangln 于 2008-7-24 22:45 发表 1 h4 W( M' c% F/ m& ~+ v% q0 P
！
9 F% a2 |( j: `. R首先cadence可以仿真2.5G的信号嘛？EDA365论坛( e2 F# M6 a3 {0 _/ M: [+ ~0 }0 q4 v; ~6 l6 O
其次，我想仿真的是信号回流的不连续，曾经用hyperlynx试过，在回流路径不连续的情况下，信号眼图没问题，根本不行。/ {. b8 h9 e# R/ M

; m$ \9 i0 `- w7 e6 O8 }& u7 @% \首先cadence ...

) J, f8 E7 S' r  C9 U% u! `8 g% @7 D5 Z( ~3 {1 O4 s& i! \7 E
其实我的问题是这样的：我们做了一块2,5G光收发模块的新板，在接收的信号线部分做了改进（也就是打了过孔，更改了走线层）。结果发现新板的眼图Tr变得非常平缓，我就在考虑是否是过孔的问题而造成的影响，希望大家能帮我分析一下
作者: libsuo    时间: 2008-7-25 11:22
其实不管是对单一信号还是对于差分信号来说，始终要认识到电流回流选择最低阻抗路径，这个跟电源回流是一样的。那么对于差分信号的任意一个信号来说，相邻的地平面对于这一条信号来说是最低阻抗路径。所以单一一个差分信号的回流路径还是会选择参考平面。一对差分信号的回流电流如果都在同一个参考平面并且临近的话，由于通量对消作用，看起来参考平面里就没有电流了。所以说回流电流都是在参考平面里的。回流路径始终是需要的。
4 N% v# o2 F; _" N
1 ^/ ^- E0 F4 _1 S) i. g; O路径不连续的情况只有在不能组成回路的时候。有回路就会连续。不同的只是是否是最低阻抗路径。在信号换层的地方回流路径也跟着换层就是满足了最低阻抗路径而已。这时的信号质量应该是最佳状态罢了。
作者: liqiangln    时间: 2008-7-25 12:13
在接收的信号线部分做了改进（也就是打了过孔，更改了走线层）。：6 ~! g% `$ x2 T
那么原来是否是在表层走到，也就是说线路上过孔的数量增加没有？
% R7 C$ Y0 ?2 n5 @# C如果过缓的话，应该是由于过孔的感抗比较大造成的。3 B! m) S7 p2 V1 h7 C$ l  D
. `: e& p+ C2 r& C, q
参考平面不连续，通常不会引起整个信号的边沿变缓的。
作者: wgljw2000    时间: 2008-8-2 10:10
差分信号的回流有两部分，一部分是通过相邻的电源地平面进行回流，另外一部分是通过相对的那个信号进行回流的，一般情况下通过相邻的电源地平面回流占大头，但如果没有参考面的时候或者通过参考面回流的阻抗大于通过相对的那个信号进行回流的阻抗时，这时可以通过相对的那个信号进行回流。
作者: 225631    时间: 2011-8-2 14:19
我觉得如果是真正的差分信号，你有没有打地孔影响并不是很大，因为，他们的回流路径是相互依赖的，可是现实中会有大小相同，方向相反的差模信号吗？一般的做法是在换层的地方我们打相应的地孔，或者电容，目的是实现回流阻抗的最小话，使得路径最小，至于过孔的电感对信号的平缓程度的影响，在2.5G的频率下是会有的。0 e+ V8 ^) g% \5 x- }& u5 i( W
个人看法，希望大家拍砖！
作者: wuzl    时间: 2011-8-2 17:48
回复 sky2008 的帖子# F, T/ M3 X% g1 n

  ^" N# ]( `( Y* H5 ^$ {3 b. o, x伪差分和真差分只是正负引脚的驱动器实现的方法有差别，和回流没有联系。
* G, D/ q$ ^4 R$ W7 D& F" \1 @/ i! }/ ?, k9 j, _2 {; _
如果返回路径非常远，那么基本上电流动负极返回，如果返回路径近，则返回路径上也有电流返回。8 F: ~9 t: B# h$ t- o
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-2 17:58
个人认为：真差分信号线回流路径主要还是应该相对于另一根差分信号线进行的，因为从驱动端看这正、负两个信号是从一个信号源的两个极性相反的两端输出来的，我们从外面两根信号线号线或后级负载看进去的话回流路径肯定就由这两根信号线构成；% a6 K% Q4 z8 ~
如果要讲信号回流路径相对于地的话那也只能站在信号源器件端来看这个问题，因为只有信号源极性相反的2输出端的中间点等效于地电平了，如果2输出端的中间点和信号源器件的地相连接，这样才有可能和地扯上关系；如果2输出端的中间点和信号源的地没有连接，则这块是扯不上任何关系的。: s: e9 w8 v. o% z# L
以上观点不知对与否？？
作者: wuzl    时间: 2011-8-2 22:44
回复 qiangqssong 的帖子" O2 t6 `4 l/ n( P. t/ F- b

& q& k- Z7 O3 i0 Z' ?( D0 l老兄还是没有理解信号回流的意思，请重新看看signal integrity -- simplified.
% {+ r& Q8 ?+ h5 M/ z或者手头有2.5维或者三维仿真器，可以试试看看参考平面上的电流分布。
) Z' W- m0 g- K) g. s! I4 _
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-3 10:07
回复 wuzl 的帖子
" F. I2 W* Y1 E- k+ Y* U' l* @% T# Y" |$ j& I
谢谢wuzl的意见，呵呵！！
0 v  ?. o. K2 s( F* X0 J+ k! ]5 X$ w“信号完整性分析”第141页是这样描述的“当两条线一样时，如双绞线，信号路径和返回路径没有严格的区分，即可以指定任意一条为信号路径，而另一条为返回路径。如果两条导线不相同，如微带线，则通常把较窄的那条叫做信号路径，而把平面称为返回路径。”' n4 s; c& f8 _
这样与我上面的描述应该是统一的，即：如果是紧耦合的差分信号线，其信号主回流路径肯定是在这两根信号线之间，因为这样回流路径阻抗是最小的；另外，如果信号源端2极性相反的输出端的中间等效地点没有与信号源器件本身的地不连接的话，则从源端看信号与地平面间应该就是松耦合，所以如果从地平面返回路径的阻抗肯定不是最小的；如果信号源端2极性相反的输出端的中间等效地点与信号源器件本身的地连接的话，则这个时候的信号回流路径才应该是看信号线与另一根差分回流信号线和地平面哪个回流路径的耦合程度紧密些了，谁耦合紧密谁的回流阻抗小，这时信号回流路径才可能走这条阻抗最小的回流路了。# n8 X$ R4 u, z; ^5 @
不知以上对与否，大家一起讨论！！! y& r. {  O3 A* V  E, G
作者: wuzl    时间: 2011-8-3 11:49
回复 qiangqssong 的帖子
1 |3 O  C6 `4 c( b5 m
2 [, P1 P" a; x2 X! W% _2 W汗，这个定义意思是说信号路径和返回路径的定义并不是固定的。具体关于返回电流请看差分线的那章。7 [( U. w! |# N% Y3 t) c
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-3 16:27
回复 wuzl 的帖子/ W* E$ b. M: V& e+ D

  b. q% n6 g) n4 m' j谢谢WUZL的指点，看了你说的那章：3 i/ E: G( R3 d8 M
这里面说的与我说的并不矛盾，呵呵！！
" w% \4 `- x& f, C首先是只这章里只讲了驱动端2极性相反的输出端的中间等效地点与驱动器件地相连接这种情况，所以此时的信号线和地平面是属于紧耦合，再加上此时走线下一层的回流平面层与差分对间距很小，一般3—6mil间距，所以信号回流路径肯定是地平面回流路径阻抗最小了，这点我承认；
4 s2 `! \1 A) d但我说的第二点情况是这本书里没有讲到的，即驱动端2极性相反的输出端的中间等效地点与驱动器件地不连接这种假设，这种情况在低频模电书标准“差分电路”输出端就是这样的，其输出端中间点只是一个等效的交流地点，并没有真正意义上和公共地平面连接，所以如果在这种情况下回流路径一定在两根线之间，否则是不符合基本原理的！！
4 t( f' `7 X+ M. ^  G9 c& J$ D可能在高速数字电路中这块都是这样定义的，不过没关系的，讨论归讨论，这样讨论挺好的。呵呵！！
% {0 N; L) ?5 w# j6 l- t& a4 |4 L
作者: wuzl    时间: 2011-8-3 16:39
回复 qiangqssong 的帖子
+ p% v8 I; I1 w- ^" k4 x+ L2 m
8 w/ ~6 v% }, [% h即使你的驱动器的共模电平和地没有关系，或者说是悬浮的，yet，你的返回电流在参考平面上依然存在而且是可以形成完整的回路，不要忽略电容电感效应，即使电阻很大，例如悬浮，并不表示没有电流通过，形成环流( d5 m, w: }4 @$ C. c% s
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-3 16:46
回复 wuzl 的帖子8 v& N9 m$ D, N% Y$ G

5 S- V5 X* i  m/ a6 v2 `( I8 W理解你说的这个意思，但是这样形成回流路径就不一定是最小回流路径了，呵呵！！
作者: wuzl    时间: 2011-8-3 17:02
回复 qiangqssong 的帖子
& I3 g4 B  m' T. s1 D4 _4 I/ t8 t/ K
我没有说正pin/trace没有返回电流在负pin/trace，而是负pin和参考平面上都有返回电流，谁大谁小看平面到信号线的距离与两个pin/trace之间的距离
& R8 E. \6 u8 H5 L
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-3 17:22
回复 wuzl 的帖子
) P# a& A$ Y" w& h) O8 s0 }- D' S4 a1 `4 {5 E! v2 `" s# F" I
WUZL说的对，我前面回复的意思是虽然在这种情况下通过地平面可以形成回流路径，但这个回流路径基本上不是最小的回流路径，因为“差分电路”如果2输出端中间等效地点不接地，则此地平面回流路径只能通过差分电路中间等效地点和其串联的电阻到地平面后形成回路，这样回流阻抗会增大不少的！！这样极有可能没有差分两线间的回流路径的阻抗小。不知道我说明白没有？？
3 H( [( g+ E8 O. ~4 D
作者: wuzl    时间: 2011-8-3 23:10
回复 qiangqssong 的帖子! R6 B. B& I! o& H  }
9 O9 `2 ^7 n) N$ @
把集总电路的观点忘了吧。阻抗的大小不是看终端buffer内部的内阻，或者说关心的是瞬时阻抗而不是环路的DC电阻。
& Y4 p% I" s" a: y( J' _按照兄台的逻辑，不用看差分线，比如说一个单端线，因为他的接收器的负载是无穷大，那么是不是意味着这个信号线没有回流了？或者电流极小亚？实际上传输线单方向，瞬时电流的大小是V/Zo，而不是V/Zload.: d2 ]+ @( y. [- s/ q

# N6 ~8 H8 W9 j9 s! ?. k2 X
# Z- ~9 ]7 P& P9 h+ E  T$ v8 p% {$ V: R# ]5 [" N" B' E
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 09:23
回复 wuzl 的帖子! G/ l) u, n7 N
& Q' ^2 p( a1 w& k7 w
WUZL，这个问题我们就不用争论了，原理性的东西都大同小异：# ~- v' c( |3 K
1、从驱动器件本身看：这块我也不是讨论驱动源端内部直流阻抗的问题，是因为假设这个器件是用于高速的话，器件在设计和生产的时候肯定会考虑到这块对分布参数的隔离的，因为这个通路本来就不是设计上考虑的主回流通路，即就是即使通过分布的参数形成的回路，其回流阻抗肯定会大些的；7 q- n* j* G! q7 C+ A& d- c
2、从后级走线和负载看，只要驱动源器件本身不存在和地平面紧耦合的情况发生的话，后级走线只要按正常或常规的走线规则来走，也不会发生信号通道和地平面紧耦合的这种情况的；
4 r" Q3 Y! ^( v% `3、从负载端发生的这种紧耦合的概率会更小；
. S8 y% V/ i  t- ?0 b4 \, i# M" y( Q不信你可以自己仿真一下，虽然没有用过仿真工具，但理论上分析对的东西，在实践中还没有发现过有不一样的，除非是仿真条件的设置与假设的这种情况有出入！！3 L. F. W. q: c; w! H
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 10:00
再补充一下第2、3点：只要驱动器件本身不存在和地平面紧耦合的情况，即使后面走线和负载发生与地平面紧耦合的情况，对整个回流路径的阻抗还是影响不大的，因为信号最终还是会通过驱动器件内部回流到驱动器件源端的；前面说的不太完整。
* j1 r& s) u" z9 K$ v: ]& I
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 10:17
还有：因为高速数字信号频谱范围很宽，分布参数形成的回流路径确实存在可能在某个频点下为最小回流路径的情况，这点和WUZL说的完全一致，但这也并不包含所有频谱范围的频率，即使地平面将这个频点的信号完整的回流，但此回流路径仍然不能算作主回流路径的，因为它对信号回流只起到了极小或部分回流的辅助作用；但在上面讨论的驱动器件本身输出不与地连接的这种情况下只要驱动器件本身对这块的隔离度较好，就不会出现主回流路径为地平面的情况，主回流路径就在两根信号线间了！！
作者: wuzl    时间: 2011-8-4 11:08
本帖最后由 wuzl 于 2011-8-4 11:23 编辑
- Z+ U7 U/ L% O% V
4 K. w- |6 B2 j( @回复 qiangqssong 的帖子8 i/ @$ I, {# G# K$ w/ z

2 I/ D9 V- G# }你还是这个观点吗？“真差分信号，正net的回流主要在负net上？”“真差分驱动器因为和地平面是高阻的，没有连接，所以返回电流不在参考平面上”/ M, ^2 Y& `. \0 K0 G* E

1 J1 X( v% ~0 ^  [呵呵你怎么解释下图中悬浮层上也有返回电流？这个悬浮层和GND以及信号没有任何DC连接，都是DC高阻的。& R3 C5 D7 }! R' W9 m5 o% K
1 @8 L; j' h. H; r- ^8 u; e5 D
－－－－－信号线－－－－－
+ {4 V2 o: I" ?- u) U4 k* S/ @－－－－－悬浮的平面层－－－－2 y9 C/ u7 T. `' g/ ]
－－－－－GND层－－－－－－－
6 @6 L5 ~' i7 @/ f) J+ C6 @1 t9 _# L1 ^: q" A8 N
另外一个例子是，比如我把由真差分驱动器驱动的差分线的正负net route的彼此非常远，比如1米，请问信号还会跨过1米的距离从负net上回流吗？如果是这样，EMC的同事就挂了。
$ p8 n# p; K, h' o# U
8 |  C6 c  p9 O3 e3 }6 [' D) V' G我再重复一次，信号的瞬态行为（比如回流）由瞬态阻抗决定。在信号在耦合传输线上传递的时候，因为他还已经走出了driver，还没有到达receiver，他的行为由传输线自身的特性决定，在途中，他不会感受到driver和receiver中的内阻。一旦发生瞬时阻抗变化，比如你说的遇到了差分接收器，那么就会发生反射现象。. w8 U! Z8 _& u* y7 m
9 e, A8 P# h3 ~- |
关于回流，返回电流遇到不连续阻抗，比如高阻的接收器会反射。正net的返回电流会同时出现在负net和参考平面上，至于谁大谁小，那要看距离，如果到参考平面的距离H和线间距S可以比拟，那么绝大部分返回电流在参考平面上，在信号完整性一书中，认为H>2~3S的的时候，认为返回电流主要在负net上，此时参考平面对差分对的影响不大，比如说差分阻抗。但是我个人认为参考平面的存在依然重要，对于EMC.$ K! |: d( `3 |
我知道你疑惑的是，如果回流在参考平面上，那么在进出这种高阻的器件的时候是如何保持电流回路完整的，我已经告诉你了，是通过寄生参数的电容电感。自行体会吧。* i8 v3 n2 X# F' O7 U; _# [
3 v$ _. g0 z3 g# y6 t* g/ p% O5 e- d
参考资料请看 signal integrity simplified chapter 11.6+ V% e/ W: k1 w& Z7 {
11.6 The Return-Current Distribution in a Differential Pair

7 _. J" y8 v8 g, Q, ]  R% S7 T- A( n  Z+ h+ u8 C& P
我决定放弃纠正你的看法了。" m/ T- [7 s  j& c# A" w. a( M; }
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 12:07
回复 wuzl 的帖子8 a1 O) R0 W  ]+ j) W
' e% h6 Q, E3 z: V7 I0 g: m, F9 c, b
对的，我还是坚持：
/ A/ O) Y+ P5 v, _3 h& K! k“真差分信号，正net的回流主要在负net上？”“真差分驱动器因为和地平面是高阻的，没有连接，所以返回电流不在参考平面上”观点，但还得加一条驱动器源端2信号输出端中间等效接地点与器件本身有保证的隔离度这一条，非常重要，呵呵！！' ^+ {" L' ]0 i
因为我对模拟RF这块非常熟悉，四分之一波长的RF信号通过天线（MONO天线）发射时也是通过PCB板的地形成回流路径的，如果此时将天线和地平面通过屏蔽措施隔离，则天线会因为没有回流路径而无法完成发射的，所以只要保证驱动器件信号端与地平面足够的隔离度（这个隔离度可以通过一系列的措施来保证，你可以去看看RF器件上的一些原理性的东西，隔离是完全可以做到的），上述观点一定成立！！不信可以去找找比较牛的专家来解释
3 X8 Q- U( y( T+ m. y关于悬浮层的问题：这块是由于信号传输过程中形成的电场和磁场共同作用的结果，这块也是符合原理的！！但通过我说的隔离措施，电场和磁场都是可以隔离的或尽量减小电磁场耦合（这块你可以去查查电磁场屏蔽相关的一些知识），这样回流路径没有了或回流路径阻抗很大程度的增加了，这块的回流路径自然就无法形成或形成的是一个非最小回流路径了，就是这样一种情况。呵呵. t4 V% z3 s& g6 I9 v0 e
至于相距1米远的所谓差分线，那已经不是紧耦合讨论的这种范畴了，所以就不应用这种理论来分析了！！
/ E/ {: M4 }* X3 R" W6 e. K1 \. `$ m) O. H& C( f
－－－－－信号线－－－－－6 F* H) V5 q4 w* }0 m! [# w
+ B* t( K/ p2 z  m4 T' ?" n. C3 o$ ]－－－－－悬浮的平面层－－－－! V: ~2 j7 V  g) ?  W, P% o: O! A* v# d7 @
－－－－－GND层－－－－－－－-
( s) L" ^, z% v- p
4 v' E  n& _, v7 \! pZ6 F, W9 # f& d  P0 H$ H# Q6 u% e
" d$ \6 Y4 Q* u# f! Y) S9 e

% }0 \* e9 P% T, L9 e
7 s8 f6 W- R# I; N/ f+ B4 g! @) y& h, I
作者: wuzl    时间: 2011-8-4 13:28
回复 qiangqssong 的帖子, w# i; [7 H8 ]7 A# d) e
8 s) f# @+ ^+ i- e9 W2 `6 S
呵呵，兄台可以继续保留你的观点。
, `6 G  I; i. x% U4 x) breturn current指的不是等值的反向电流，而是感应出的电流，或者说是信号前沿区域内的感应电流，也许这也是分歧的所在。; d5 [# P( K9 i2 o
所以真差分驱动器，不过是两个信号线，真差分保证它们各自的电流是等值反向的，可是每个信号的返回电流在参考平面上也是存在的。
6 T) M) q$ g/ [0 b
( l& }, W5 e/ `" D. z呵呵，谁说差分线一定要紧耦合的？你知道MIPI的串行总线就是要求松耦合的吗，它也是真差分驱动器。
  }, W% r0 X1 f1 ^0 t- a  }! H* w: {
退一万步说，真差分驱动器的情况下，你认为参考平面上有电流分布吗？如果有，那这个电流叫什么？
8 S, R2 c+ W# _6 x7 i; B% f$ T如果你认为没有，我只能说兄台已经hang up。。。。
- ]+ \) E2 v3 Y6 [自行看chapter 11.6，那里有电流分布图。$ C5 p. W+ A# |; C$ d( E" Q
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 14:32
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8 G$ G8 k  x; R
( M, y% c" Z; u1 f+ ?' k0 H* ]" R- m你还是没有明白我的意思：回流电流是感应出来的，而且在《信号完整性分析》这本书里讲的真差分信号的回流径也是以地平面来完成的，这些都是书上约定俗成的东西，不会有错的，呵呵！！这点完全同意，举双手同意，你讲的和书上原理是完全吻合的！！; ]% ^& ?! Z7 c$ o
我上面和你讨论的是那种驱动源端输出端中间等效地点不器件地，且在器件这块信号和器件地平面有一定隔离度的情况，这块和你回复的不一样，你仔细想想！！9 J7 d  G% }+ l- {% v* W
在我说的这种情况下，差分信号线间一定要紧耦合才行，当然你所指的松耦合也行主要应用在以地平面为主回流路径的情况下，这样松耦合也不是问题，也行的，因为主回流路径不在差分对间！！不然在2层板中，由于PCB板的表面和底层间距都在1mm以上，这样因为参考层隔得太远，形不成有效的最小回流路径（或即使形成也回流路径其路径长度也会增加不少）的情况下，高速数字信号线两边都要有伴随地，且还要打一些地孔来保证其性能，这块也是保证信号线和地平面回流路径紧耦合的（在同一层），如下图所示：
2 @3 ?! _' o  e% M
) D+ R5 F. \. D7 v4 Z1 ]
4 {/ _: s  z  l* l到后面你回复的和我讲的不是同一个问题！！呵呵8 F5 r+ B& i) t

同一层的信号线和地紧耦合图.JPG (59.72 KB, 下载次数: 7)

同一层的信号线和地紧耦合图.JPG

同一层的信号线和地紧耦合图.JPG (139.08 KB, 下载次数: 6)

同一层的信号线和地紧耦合图.JPG
作者: wuzl    时间: 2011-8-4 15:01
本帖最后由 wuzl 于 2011-8-4 15:09 编辑
* v. y2 N3 m% A( I$ L9 }$ ?( S5 O* c0 N7 ?( W/ K0 [5 Z  Q# A
回复 qiangqssong 的帖子0 V9 _/ M) r$ Z; s  w  ^

- D; Y  S* x: W* R我不认为我误解了你的意思，你认为，在你说的这种悬浮的真差分驱动器，当信号在PCB trace上传输的时候，也就是走出驱动器，还不到接收器的时候，参考平面上是没有回流的。 而且即使是在器件内部也是如此。对否？
' x  P- s5 D# |3 p( n
3 O# w! g* a. b, w/ Q* O& n7 N此外你的图看起来是共面波导，也就是差分trace的上下没有地，对吗？
: q; n3 \" x4 c4 P7 n" ^0 L
( i: T$ s) R' V9 ]7 F8 C1 g* T* e1 o, D1 {5 `5 X
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 15:23
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1 F$ k4 S7 g6 q# N5 m( D# _( q2 _- ^
不对：
( v2 L1 u4 r% {# a( o) j& @0 _我说的这种情况是悬浮的真差分驱动器，再加上驱动器输出端等效地点与器件地有保证隔离度的条件下，一是这时参考地平面即使有信号回流路径也不是主回流路径，二是器件内部对这块有一定的隔离度。则在此种情况下信号主回流路径应该在紧耦合的差分线对之间，我是这个意思！！4 z3 |# o  c# i8 |# C: F
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 15:27
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8 Z- t8 y0 E+ k' j% ]3 ]" b( y' w- I+ m" u  p, a7 n
那个图你说的是对的，差分走线的上下面是没有地的，这块我从台湾人做的一份仿真资料中看到的，这就和书上讲、你说的都是统一起来的！！
作者: wuzl    时间: 2011-8-4 15:38
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3 c4 X$ x  l) C. b( h7 z
# S/ d  Z1 j' l8 k* }5 _那你认为信号走出驱动器后，进入接收器前，在PCB trace上，参考平面上有电流吗？即使是共面波导。
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 15:53
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: Q7 ^0 ?* l( \" E$ T% O
5 ^% f8 X% l) Y, ?这个问题分两种情况来讨论：  J" z- V  Z7 n/ Y) x7 H4 b- P' y
一、与《信号完整性分析》书定义的情况一致：这种情况下地平面是主回流路，参考地平面肯定是有电流的，而且主要的回流电流是从地平面完成回流的；
2 Q8 U2 C* S8 x& C/ e$ u( ~二、我们前面讨论的这种情况：参考地平面可能有电流，但因为不太可能是主回流路径，所以只是极少或部分回流电流；因为此时紧耦合的另一根差分线的回流阻抗肯定比参考地平面的回流阻抗要小，所以大部分的的回流电流就走这个回流路径；. ?7 |8 w1 I) \9 o" g6 r
你会仿真，可以试着仿真一下，看看情况怎么样！！不知道是不是这样一种情况- W) `3 B5 |; _0 g# O0 o
7 k5 O- C: w3 @( Q6 [
作者: wuzl    时间: 2011-8-4 16:13
本帖最后由 wuzl 于 2011-8-4 16:20 编辑 % J. R' \$ Y& {5 G

: i. V7 {0 ]( N4 p0 J2 m6 ^+ x' [回复 qiangqssong 的帖子  b7 N& T' N( M: E2 ]
- n- t" X, y6 y3 i
我明确的告诉你，如果线间距space和层厚thickness可比拟时，参考平面上有电流，而且是主要成分，具体分布和书上11.6的图一致。即使是共面波导，两边的参考平面也有返回电流，除非差分线附近没有任何参考平面，或者参考平面特别远（此时参考平面上有电流，但是抵消了）6 Y' q2 o. S: K5 w& `

' l7 `: t1 ?1 q0 K& p无论驱动器和接收器内部如何，PCB trace上的信号的特性是不变的，和终端的器件没有关系，你接真差分驱动器也好，接个接地短路线也罢，都没有关系，不过关系到反射而已。好比S参数的大小和相位，不会和接在端口的负载（不是端口阻抗）有关系。6 w, V+ C5 c4 m+ }9 l
  ?5 X9 k# U# y: v1 g
你还坚持在PCB trace上，真差分驱动器，你强调的高隔离度下，返回电流在负net上吗？: C1 E7 P6 ~, y+ @

2 L1 b: U8 h; c3 d/ p1 Q( u即使是IC内部，你的信号和器件的地的高隔离度是如何做到的？
6 B8 f3 `7 i* ?0 B我只能想到用shielding或者加大间距。那么RF chip的size恐怕就不会太小。
' W1 Q% D! h$ d! x3 j我见过很多手机和STB 的RF chip，我很好奇你用的什么RF chip，为什么要隔离，怎么隔离的。# T* H- V% S4 ^% G( s

" }1 c) d$ p. M) M3 w
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 16:29
回复 wuzl 的帖子7 ~; z8 r$ T! I
) b2 m) H3 G% w$ Z$ P. J' M
RF IC内部有很多方法减小寄生参数的：; x6 `# X6 {5 A4 [& x2 M3 H9 ]6 G
1、对于电磁场：可以采用屏蔽的方法；
+ X( R$ y* l$ d; i2、还可以减小器件的寄生参数、加大信号走线间的距离；
$ w# F/ h- Y$ @3、采用谐振电路谐振时的高阻、高隔离状态等来进行抑制或隔离等；
' W( i/ u& k% v* I方法有很多种，虽然处理的信号不太一样，但我觉得也可以用在高速数字电路中。* a9 t$ A% h& d
在仿真的时候可以设置“隔离度”这样的参数吗？？如果可以设置的话，其实真可以仿真来看看的！！
' _8 K6 u  p  w+ i
作者: qiangqssong    时间: 2011-8-4 17:07
刚看到了《信号完整性分析》书中第315页，图11.18上面的一段提示好像解释了我们争论的这个问题：
/ g& {/ f/ Y5 C    当信号线与返回路径的平面间的距离大于等于信号边缘距离时，返回路径平面内电流相互重叠（如你上面所述），返回路径平面的存在对信号线的差分阻抗没有影响。此时对差分信号来说，一根信号线的返回电流完全可以看作由另一根信号线来传送。”
' F# _/ N$ r9 r( W7 {$ q5 e5 s) M我说的在驱动器件内加大对回流地平面的隔离度实际上就是减弱地平面对信号回流的影响，与上面讲的效果应该是一致的，所以此时回流路径在差分线对间，看来这种假设的情况和上面的讲的我看来是一致的！！不知你是否认同？？
作者: dzwinner    时间: 2012-7-26 10:14
libsuo 发表于 2008-7-25 11:22
3 M: `; B) T5 q) U6 M$ C, M- S  h+ j其实不管是对单一信号还是对于差分信号来说，始终要认识到电流回流选择最低阻抗路径，这个跟电源回流是一样 ...
3 Q# y4 A" j( F7 W! E: o
很赞同你的观点！只是信号的回流总是会选择阻抗最低的路径的，而由于跨层的原因，这个低阻抗路径可能绕的比较远而不是信号线正上/下方,所以你的表述是不是有问题！
作者: Ivan_GONG    时间: 2012-10-13 13:24
wuzl 发表于 2011-8-4 11:08 ) o# e1 [# K6 i' _! n( ~
回复 qiangqssong 的帖子8 G& k8 s9 v8 x3 b% L: H

" B- V# j/ n+ d' {. a3 A你还是这个观点吗？“真差分信号，正net的回流主要在负net上？”“真差分驱动器 ...
$ W4 o; k: N. Y3 A2 l0 i+ W
支持 ！
作者: sj0121    时间: 2013-3-21 20:34
学习了
作者: clk    时间: 2013-7-16 02:29
libsuo 发表于 2008-7-24 17:47 " X6 Z" o/ f. J; T4 y1 J# k7 C
我想你有个问题是没注意到的：! r! g$ |8 o4 b& `
“差分信号经过过孔传输到了另一信号层中，那么回流路径也应该通过过孔选择 ...
5 U* `% P* C. N
正解，G过孔只是提供最短回流路径而已！
作者: 紫韵晴天    时间: 2019-7-12 17:41
拜读啦，，谢谢。
作者: 江潮    时间: 2019-10-24 14:41
qiangqssong 发表于 2011-8-4 17:075 c! b: R. a+ |0 X2 C
刚看到了《信号完整性分析》书中第315页，图11.18上面的一段提示好像解释了我们争论的这个问题：
/ o$ Q. v) A( _1 ^6 F7 G' E    当信 ...

# N" G' {" n% g  k这么精彩的帖子，不挖出来可惜了。我来接替wuzi兄继续。你说的在器件内的“隔离”之概念，恐怕对传输线上的瞬态特性未必有影响，进而，对返回电流分布，未必有影响。7 L; D# ?7 [8 N9 J6 ~




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