什么叫返回路径平面上的间隙_差分信号回流路径的全波电磁场解析
差分信号回流路径的全波电磁场解析
差分信号回流路径的全波电磁场解析
xxx究所EDA设计部 xxx
摘要：
本文以高速系统的差分信号回流路径为基本出发点, 着重介绍了差分信号的参考平面的开
槽间隙对回流路径的影响。
通过
Ansoft-HFSS
对信号回路进行建模与参数分析；
提取全波模
型，在
Hspice
下进行时域分析。利用图文并茂相结合增强对差分信号回路的认识。指出了
差分信号回路对信号完整性的影响。
关键词：差分信号
回流路径
HFSS S
参数
场效应
Hspice 时域分析
1、差分信号简介
当驱动器在传输线上驱动一路信号时，在信号线和返回路径之间会存在一个信号电压，
通常称为单端传输线信号。
当两路驱动器驱动一个差分对时，
除了各自的单端信号外，
这两
路信号线之间还存在着一个电压差，
称为差分信号。
与单端信号相比，
差分信
(Differential
Signal)在信号完整性方面有很多优势。如降低了轨道塌陷和
EMI，有更好的抗噪声能力，
对衰减不敏感。
在高速电路设计中的应用越来越广泛，
电路中最关键的信号往往都要采用差
分结构设计。
承载差分信号的任一一对走线就称为差分走线。
差分传输线具有两种独特的传传输方式
---奇模方式和耦模方式。奇模方式在两个传输信号间存在以个非零电位，耦模方式一对信
号相对
GND
有一个非零电位。而实际的差分信号带有直流偏置的差分信号。
2、
差分信号回路三维建模
为了对差分信号回路进行精确的分析，
需要借助三维的电磁场仿真软件。
选用了
Ansoft
的
HFSS
进行三维建模和分析。 HFSS
是基于三维电磁场设计的
EDA
标准设计工具。HFSS
依
据其独有的模式
→
节点和超宽带插值扫频专有技术，利用有限元(FEM)快速精确求解整板
级
PCB
或整个封装结构的所有电磁特性，
真正全面考虑
(准)
静态仿真中无法分析的有失配、
耦合、辐射及介质损耗等引起的电磁场效应，从而得到精确的频域高频特性(如
S
参数等)
并生成全波
Sｐｉｃｅ模型以支持高频、高速、高密度
PCB
应用中实现精确的
Sｐｉｃｅ宽
带电路仿真设计。
为了表明较长回流路径的影响，参见图2，描述了一根带状线跨过了地参考平面上的一
个沟壑，
构建的一个不连续回流路径的简单模型，
该模型结构简单，
回流路径很容易被理解，
同时它也能被扩展应用到更多的常见结构中。
定义信号回路的信号在PCB板上的位置以及PCB
叠层如图1和结构如图2所示，为带状线，
特征阻抗100欧姆，铜箔厚度0.035mm，信号线线宽
0.
127mm，
信号的间隙为0.2286mm,，
线长5cm。
介质厚度为0.1524mm，
GND的铜箔度.0.035mm，
介电常数4.0。
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