在PCB設(shè)計(jì)初期，確定差分信號(hào)線寬間距時(shí)，我們會(huì)面對(duì)這么個(gè)選擇：相同的阻抗管控，對(duì)應(yīng)著不同的線寬間距，4mil/4mil，5mil/8mil或6mil/16mil......其中間距大的我們叫松耦合，間距小的就叫緊耦合。遇到這種情況我們?cè)撊绾芜x擇呢？如果我是設(shè)計(jì)工程師我就選緊耦合，因?yàn)檎加玫目臻g小啊，布線容易啊。作為高速先生我就要分析一下松緊耦合的優(yōu)缺點(diǎn)了，因?yàn)榉彩掠欣陀斜住?/p>

首先從反射的角度來(lái)分析，反射最主要的切入點(diǎn)就是阻抗。耦合的松緊會(huì)影響傳輸線的各種阻抗參數(shù)，下表顯示了微帶線介質(zhì)厚度為3.8mil，介電系數(shù)為4.5，銅厚1.2mil時(shí)，差分阻抗保持在100歐姆，不同線間距對(duì)傳輸線阻抗的影響。其中Zse為附近沒(méi)有其他傳輸線時(shí)的單端阻抗。

從表中可以看到雖然差分阻抗都相同，但共模阻抗相差較大，耦合越緊共模阻抗越大，我們知道理想的共模端接是25歐姆，所以緊耦合的共模反射肯定要比松耦合大。還有信號(hào)出pin時(shí)，是從無(wú)耦合區(qū)域進(jìn)入耦合區(qū)域，先感受到單根阻抗，再耦合阻抗，在這種情況下，緊耦合兩部分阻抗差也比松耦合大，反射也會(huì)越嚴(yán)重。下面我們就仿真驗(yàn)證一下，我們用case1，case2，case4的線寬間距來(lái)搭建鏈路，無(wú)耦合區(qū)域長(zhǎng)度為30mil，耦合區(qū)域?yàn)?000mil。

差分回波損耗和共?；夭〒p耗分別對(duì)比如下：
（紅：case1；藍(lán)色：case2；玫紅：case4）：

插入損耗對(duì)比（紅：case1；藍(lán)色：case2；玫紅：case4）：

仿真結(jié)果證明了緊耦合的反射確實(shí)比松耦合嚴(yán)重，并導(dǎo)致了插損也更差一些。

再?gòu)拇當(dāng)_來(lái)分析一下。都說(shuō)緊耦合抗干擾能力強(qiáng)，事實(shí)是否如此呢？同樣用case1，case2，case4的線寬間距來(lái)搭建鏈路，攻擊線是單根信號(hào)，距離差分對(duì)10mil，阻抗50ohm，加了上升沿是100ps的1v階躍信號(hào)。

差分噪聲（紅：case1；藍(lán)色：case2；玫紅：case4）：

仿真結(jié)果顯示緊耦合的差分噪聲確實(shí)要小些哦，那共模噪聲呢？

共模噪聲（紅：case1；藍(lán)色：case2；玫紅：case4）：

結(jié)果相反哦，松耦合抗共模噪聲的能力更強(qiáng)些。為什么呢？耦合越緊，干擾源對(duì)兩根信號(hào)的串?dāng)_就越接近，我們知道差分信號(hào)是兩信號(hào)相減，串?dāng)_越接近的話抵消的就越多，得到的差分噪聲就越小。但共模信號(hào)是兩根信號(hào)串?dāng)_電壓的平均值，是相加，所以緊耦合比之松耦合會(huì)加劇共模噪聲。

另外松耦合的線寬較緊耦合寬，導(dǎo)體損耗相對(duì)小，在長(zhǎng)距離的高速信號(hào)傳輸時(shí)一般都會(huì)建議采用5mil以上的線寬。

大家有沒(méi)有注意到SFP+協(xié)議中，除了要求差分阻抗達(dá)到100ohm，還對(duì)耦合程度有個(gè)7%的要求。

我們計(jì)算對(duì)比一下松緊耦合的耦合率有什么不同。

從表中看出，規(guī)范更推薦相對(duì)的松耦合。

編輯：hfy