搜索當連接器pin stub≥過孔stub，過孔stub是否還需要背鉆？【轉發】
2017-07-27 by:CAE仿真在線 來源:互聯網
劉麗娟 | 文
我們對于過孔背鉆已經不陌生了,針對不同信號速率能留容忍的過孔stub長度,相信很多人心中也有概念了。但是當連接器pin殘留長度≥過孔stub ,過孔stub是否還需要背鉆,過孔背鉆還有多大的意義?
高速信號的連接器pin的樣子都是下圖1所示,pin可以分解成3個部分,其中只有pin_2這部分是與過孔孔壁接觸的,也就是我們常說的魚眼。Pin_1負責將信號從連接器引入過孔中;Pin_2負責將信號傳遞給過孔;pin_3對于信號來說就沒有正面的作用了,就是一段stub,為了跟過孔stub相區別,我們在這稱之為pin stub,這個pin stub長度對于信號的影響有多大?
圖1 高速信號連接器pin示意圖
下面我們以SFP+ 2*8 PLUS連接器為例進行探討。這款連接器的針長2.07+/-0.25mm (1.82mm~2.32mm),如下圖所示:
圖2 SFP+ 2*8 PLUS連接器結構圖
它在PCB上的封裝如下圖所示:
圖3 SFP+ 2*8 PLUS連接器在PCB上整體封裝圖
由于一個連接器包含8個光口,為了更清晰地展示它的管腳分布,我們把其中一個光口放大,如下圖所示:
圖4 SFP+ 2*8 PLUS連接器在PCB上單個光口封裝圖
假設PCB厚度=2.2mm,連接器信號pin長2.2mm,連接器從top層往下壓。
1、 當沒有把連接器壓進過孔,過孔是空心的,紅色圓環為孔壁,過孔的俯視圖如下所示:
圖5 過孔俯視圖
從bottom到布線層的過孔stub為30.6mil,對過孔做背鉆,殘留10mil的stub,如下圖所示:
圖6 過孔背鉆側面圖
2、當把連接器壓進過孔,過孔的俯視圖如下所示:
圖7 連接器壓入后的過孔俯視圖
2.1、當過孔不背鉆時,壓上連接器后,從bottom到布線層的過孔stub為30.6mil,從布線層到pin的底部有30.6mil,即pin stub=30.6mil。
圖8 連接器壓入后的過孔側面圖
2.2、的過孔stub為10mil,pin stub依然=30.6mil。
圖9 連接器壓入后,過孔底部背鉆圖
以上各種情況下的插損如下圖所示:
圖10 各種情況插損對比圖
說明:
SDD21_1:Case1僅有過孔,過孔背鉆,從bottom到布線層的過孔stub為10mil;
SDD21_2:Case2過孔插上連接器的pin后,pin stub=30.6mil;過孔不背鉆,從bottom到布線層的過孔stub為30.6mil;
SDD21_3:Case3過孔插上連接器的pin后,pin stub=30.6mil;過孔底層背鉆,從bottom到布線層的過孔stub為10mil 。
Table1. 連接器過孔不同處理方式對比
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當連接器針長非常長,甚至跟板厚一樣了,即pin stub≥過孔stub,依然必須對過孔stub進行背鉆,不要猶豫,just do it!因為1. 壓上連接器后,過孔背不背鉆兩者在12.5GHz處的差異差了0.418dB(Case3-Case2=0.418dB);2.諧振點的位置由過孔stub決定,如果過孔不背鉆,諧振頻率提前了12GHz。
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雖然過孔stub的影響要大于pin stub 的影響,諧振點的位置由過孔stub決定,但pin stub對插損是有拉低作用的,見Case1、Case3的比較:在同樣的過孔stub情況下,pin stub在12.5GHz處對插損拉低了0.165dB(Case3-Case1=0.165dB),但諧振點的位置相差無幾;
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仿真與真實的差異之處:Case3是我們做產品時,連接器壓入過后的真實情況,而與之對應的仿真情況,很多人用的是Case1(即用“過孔”代替“過孔+連接器pin”的效應)這樣仿真與真實情況在12.5GHz處的差異有0.165dB,如果鏈路中會出現2個連接器,那么仿真與真實值就差了0.35dB,當系統裕量緊張時,這點值得關注。
經過本文的分析,相信大家對連接器pin +過孔的綜合效應有了清楚的認識,特別是pin stub的影響,在連接器選型時建議還是盡量選擇短針的連接器、選擇靠下的布線層進行布線,以減小pin stub 的影響。
問題來了
連接器的針+過孔對信號還有哪些影響?該如何優化?
本文轉自公眾號高速先生
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