差分信號回流路徑的全波電磁場(chǎng)解析

由于差分信號分為奇模方式和耦模方式，對于差分信號我們要關(guān)心的S 參數還有SDD …… DIFFERENTIAL-TO-DIFFERENTIAL PARAMETERSSCC …… COMMON-TO-COMMON PARAMETERS在奇模和耦模的形式下S 參數的比較。由于插入損耗大那么回波損耗就小。為了使問(wèn)題簡(jiǎn)單話(huà)，在此之比較SDD21 和SCC21,即只比較奇模和偶模的插入損耗。在這將完整參考平面與參考平面GND1 開(kāi)槽兩種情況進(jìn)行SDD21 和SCC21 的S 參數曲線(xiàn)進(jìn)行比較。如圖11 所示：

圖11 完整參考平面與參考平面GND1 開(kāi)槽-奇模和耦模的S 參數比較圖

如圖11 所示，開(kāi)槽對奇模影響很小，對耦模影響很大。在奇模情況下的兩個(gè)導體之間存在一個(gè)虛擬的地。當奇模信號的回路不理想時(shí)，這個(gè)虛擬的地就可以給信號提供一定 的參考，繼而可以降低因為非理想回路而造成的對信號質(zhì)量的影響。而耦模分量沒(méi)有虛擬的地參考回路，在跨越開(kāi)槽區域時(shí)需繞路而行，增加了耦模分量的回流路徑 從而造成耦模分量信號質(zhì)量的劣化。

然后進(jìn)行銅箔參考平面的場(chǎng)定義。

銅箔GND1 參考平面GND1 Polt fields 為Mag_E,結果如圖12 所示：

圖12 GND1 平面開(kāi)槽情況下GND1 的電場(chǎng)分布圖

銅箔GND2 參考平面 Polt fields 為Mag_E,結果如圖13 所示：

圖13 GND1 平面開(kāi)槽情況下GND2 的電場(chǎng)分布圖

將圖6、圖7和圖12、13比較，在GND1開(kāi)槽后，平面GND1和平面GND2的電場(chǎng)能量分布均有較大的差別。電場(chǎng)能量不再完全集中在信號下方而是在整個(gè)平面上高低不同的電場(chǎng)能量都，但是在信號正下方電場(chǎng)能量要比整個(gè)平面其它區域要強。

5、繼承以上條件，將開(kāi)槽改為在參考平面GND2上，參考平面GND1保持完整，其三維幾何圖形如圖11:

圖14 參考GND2 平面開(kāi)槽的三維幾何圖形

進(jìn)行分析計算。結果如下為：

圖15 S 參數

如圖8 可以查出：T1 的S11 為0.33514,S21 為0.90913;T2 的S11 為0.048959,S21 為0.90467.

與圖相比T1 的S11 為0.36357,S21 為0.79713;T2 的S11 為0.382,S21 為0.78853.GND2開(kāi)槽比GND1 開(kāi)槽對信號質(zhì)量影響要小。由于GND2 與SIG 的介質(zhì)較厚，相對的電場(chǎng)能量更多的集中在GND1.

圖16 參考平面GND2 開(kāi)槽——S 參數曲線(xiàn)圖

對圖10 和圖16 進(jìn)行插入損耗的S 參數和回波損耗的S 參數比較如圖17.

圖17 參考平面GND1 開(kāi)槽與參考平面GND2 開(kāi)槽S 參數比較圖

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