差分對(duì)耦合的問(wèn)題

前面說(shuō)的都是無(wú)耦合，也就是理想情況。實(shí)際的情況，差分對(duì)是有耦合，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)，耦合的產(chǎn)生就是相互之間的互容互感產(chǎn)生的。

那么有耦合的情況，說(shuō)說(shuō)兩個(gè)相關(guān)問(wèn)題：

返回路徑問(wèn)題

差分對(duì)其中一條線的返回路徑可不可以是另外一條線？這里分兩種情況：

信號(hào)線與平面之間的耦合大于兩條信號(hào)線相互之間的耦合，返回平面中的返回電流各自分布在兩條傳輸線下面。當(dāng)差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)經(jīng)過(guò)這兩條傳輸線，每條傳輸線下的平面都有各自局部的電流分布，但在返回平面的電流分布不會(huì)出現(xiàn)重疊。

信號(hào)線與平面之間的耦合小于兩條信號(hào)線相互之間的耦合，返回路徑的電流分布會(huì)相互重疊，相當(dāng)于完全抵消掉，這時(shí)候可以把一條傳輸線看成另外一條傳輸線的返回路徑。這種情況常見(jiàn)的就是連接器的引腳，因?yàn)橄嗷ブg的耦合比較大。

最終，還是需要看產(chǎn)品設(shè)計(jì)的疊層，來(lái)對(duì)比差分對(duì)線與線之間耦合以及線與平面之間的耦合強(qiáng)弱。見(jiàn)文中開(kāi)頭的圖片。

松緊耦合的問(wèn)題

差分對(duì)松緊耦合的爭(zhēng)論就是緊耦合好還是松耦合好，這個(gè)問(wèn)題可以從下面幾個(gè)方面來(lái)評(píng)估：

①損耗問(wèn)題

介質(zhì)材料和厚度保持一致的情況下，線越寬，線間距越大，也就是說(shuō)松耦合的線寬大于緊耦合。相關(guān)的疊層信息如下：

緊耦合的線寬比較細(xì)，理論分析損耗會(huì)比較大。仿真得出的結(jié)果也是線寬越細(xì)，損耗越大。

②串?dāng)_問(wèn)題

從理論上來(lái)說(shuō)，差分信號(hào)的最大的優(yōu)勢(shì)就是抗干擾性。

從仿真的數(shù)據(jù)來(lái)看，差分信號(hào)緊耦合的抗干擾能力會(huì)比松耦合好一點(diǎn)，在輸入信號(hào)的幅值為1V ，傳輸線長(zhǎng)度為1000 mil的條件下，近端串?dāng)_的差值為1mv，遠(yuǎn)端串?dāng)_的差值為6mv。

③反射問(wèn)題

產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，在BO或者連接器區(qū)域，差分對(duì)沒(méi)辦法保持合適的線寬和線間距，那就是線間距沒(méi)辦法管控，造成差分信號(hào)變成單端信號(hào)。

以上面三個(gè)差分對(duì)的信息得出單端50ohm的阻抗線寬為5.4mil，上面的線寬為5mil，4.7mil，3.8mil。理論分析，線越細(xì)，阻抗越大，反射越大。

仿真的結(jié)果，線間距最小的差分對(duì)反射最大，線間距最大的差分對(duì)反射最小。

總結(jié)

緊耦合的損耗比較大，反射的問(wèn)題也比較嚴(yán)重，只是串?dāng)_能力相對(duì)好一些。那是不是我們就選擇松耦合來(lái)進(jìn)行相關(guān)設(shè)計(jì)？實(shí)際的情況是，隨著產(chǎn)品的小型高密度化，加上成本的管控，PCB板的大小也被嚴(yán)格控制，布線的空間被嚴(yán)重壓縮，更多選擇緊耦合來(lái)完成產(chǎn)品設(shè)計(jì)。

還有一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，就是線間距和線寬什么關(guān)系下，可以稱之為緊耦合。這個(gè)是沒(méi)有定量的數(shù)據(jù)，有的資料是2W，有的給出的是1.5W，最終還是要更好地平衡相關(guān)產(chǎn)品設(shè)計(jì)空間。

BTW，Pola評(píng)估阻抗的線寬W1和W2一般是有1mil差值，但這里做這樣的處理，是因?yàn)橄氚炎兞拷y(tǒng)一，關(guān)于這個(gè)差值是否對(duì)結(jié)論產(chǎn)生影響，如果有板廠或者對(duì)其熟悉的相關(guān)朋友，可以留言補(bǔ)充一下。也可以私信溝通，謝謝。

時(shí)間關(guān)系和能力問(wèn)題，文字中會(huì)存在一些錯(cuò)誤的地方，請(qǐng)大家多多指正。感謝。