【導讀】“s-parameter is all”,小陳同學對這句話一直深信不疑。作為一個萬能的S參數,當然是可以描述前面這種差模到共模的轉換的,這就是混模S參數中的SCD。對這個參數迷糊的朋友不要擔心,作為“S-parameter is all”的忠實擁躉,小陳肯定會跟大家嘮嗑嘮嗑S參數的。我們需要知道的是,差分信號通過一個信道,我們當然是希望其轉化為共模能量的部分越少越好,所以SCD這個參數與回損一樣,是越小越好的。
讓我們用無損線來研究一下等長對于SCD這個參數的影響。
首先當然是完全等長的兩根線:
可以看到,由于是無損線,能量完全以差分的形式傳過去了。
如果兩線之間長度相差2mil呢?
在10GHz處,0.001dB的差分能量損耗掉了,變成了差不多-40dB(1%)的共模能量。在看S參數的時候,最好是能在腦海中同時浮現出一個信號的頻譜。10Gbps的信號主要頻譜分量集中在5GHz之前,在這幅圖中可以看到,5GHz之前大部分的SCD21是在-60dB到-50dB之間,也就是說,在實際傳輸信號時,一個10Gbps的信號在通過該通道時大概會有3‰的差分能量變成共模能量。
如果兩線之間的長度相差10mil呢?
在10GHz處,0.014dB的差分能量被損耗掉了,變成了-25dB(約5%)的共模能量。
知道了這個數值之后,我們再來看看通常良好加工的完全等長的走線是個什么樣的情況:
可以看到,由于材料特性以及一些加工因素,在超過2GHz的頻率分量大部分都有-30dB到-40dB的能量被轉換為共模分量了,換算成百分比的話大約是1-3%,這幾乎是不可避免的。而且在一些信號協議中對通道的SCD21有明確的要求,像SAS3(12Gbps)的協議中就要求SCD21<-18dB。
好了,看過了協議要求的數據,看過了正常加工的結果,我們不難得出一個結論:差分線N與P之間±2mil的等長控制,對于一個10Gbps甚至更高速率的信號來說,也是足夠了的,由他所引起的模態(tài)轉換,信號幾乎就感受不到。那些要求N與P±0.5mil等長的工程師們,你們也是夠了。