設計高頻電纜線時,考慮長度因素需綜合信號衰減、反射、時序等多方面,盡量縮短長度并保證阻抗匹配等。具體如下:
盡量縮短長度:高頻信號在傳輸過程中易受衰減、失真、時序偏差和電磁干擾等影響,線纜越長,這些影響越明顯。因此,在電路板設計中,應盡可能縮短高頻電纜線的長度,以提高信號完整性、改善時序性能并降低電磁干擾。
考慮阻抗匹配:當電纜長度超過信號波長的 1/10 時,需考慮阻抗匹配,以避免信號反射導致的失真。對于高速差分信號,兩根差分線的長度應盡量匹配,長度失配會產生共模噪聲和輻射,嚴重時會產生抖動和時序問題。例如,6.25Gbps 的差分信號,50mil 的布線差別就可能導致大約 9ps 的時序偏移。
關注信號延遲:信號在線纜中傳播存在延遲,線長越長,延遲越大。在高速數字電路中,這種延遲可能導致時序偏差,使接收端無法正確識別信號。設計時需根據系統的時序要求,控制電纜長度,確保信號能按時到達接收端。
滿足功率和衰減要求:線纜長度會影響壓降和信號衰減率。如 CoaXPress 線纜,其長度要滿足線纜壓降不超過 3.5V,以及高速信號和低速信號衰減率的要求,通常線纜越長誤差越大,因此需要限制線纜長度。
避免串擾問題:長電纜線更容易產生串擾,尤其是在高密度布線情況下。設計時應盡量避免長距離平行走線,增加線纜之間的間距,通常間距應至少為線寬的兩倍,以減少串擾對信號傳輸的影響。
進行仿真與測試:設計完成后,需通過仿真和測試來驗證電纜線長度是否合適。通過仿真可以在設計階段預測信號傳輸情況,發現潛在問題并及時調整;實際測試則可在產品原型上驗證設計效果,確保高頻電纜線在實際應用中能滿足信號傳輸要求。
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