微波技術 - 毫米波電路科技在高速設計中的應用

過去幾年, 各種類型的 毫米波電路 已經研究過. 同時, I have been designing circuits in 這個 field of high-speed digital (HSD), 但每次實驗獲得的數據總是不令人滿意. 在實驗過程中, 某些HSD電路的插入損耗曲線會產生大量雜訊. 經過幾次具體實驗後, 結論是電路的回波損耗很低. 驚人地, HSD工程師也不關心高速電路的回波損耗特性. 基於毫米波的經驗, 這太不可思議了, 因為退貨損失是獲取有效數據的關鍵名額之一. 然而, 隨著對HSD的進一步瞭解, 發現該科技通常應用於時域, 而收益損失對大多數時域問題的影響要小得多. With the continuous in-depth research on HSD (especially ultra-high-speed digital vHSD), 毫米波領域的科技可以逐步用於幫助和改進vHSD的相關科技和效能.

毫米波阻抗轉換對於 毫米波電路 because good impedance matching results in the circuit achieving the best return loss (a small note: return loss is also commonly referred to as reflection loss, referring to the energy reflected from the propagation medium). 例如, 阻抗失配通常發生在從連接器到電路的過渡過程中. 如果此連接點處理不當, then the return loss (reflection loss) is too large, 大部分輸入電路的能量將被反射. 對於 毫米波電路, 如果測試系統知道有多少能量進入電路，有多少能量從電路中出來, 然後可以得到電路本身引起的插入損耗. 然而, 如果收益損失指數較差, 這意味著大多數插入損耗不是由電路本身引起的, 但是通過電路反射的能量. 因此, 電路的回波損耗很差, 插入損耗的量測不準確.

毫米波電路

對於時域訊號中的HSD電路，阻抗轉換可能是問題，也可能不是問題. 它取決於數位信號速率, 上升時間, 以及 毫米波電路. 對於上升時間相對較慢的電路, 阻抗轉換對數位電路效能的影響很小. 然而, 當上升時間更快時，電路的HSD效能可能會受到不利影響，並且電路效能對阻抗轉換中的細微异常極為敏感.

The rate (speed) and rise time of a digital signal are closely related to the characteristics of an analog or rf signal. HSD電路中時鐘訊號產生的簡單方波是由 射頻訊號 及其高次諧波. 這意味著對於較慢的數位速度, the 射頻訊號 使用的頻率相對較低. 例如, 1Gbps數位速率的類比基頻為0.5GHz, 後跟1.5ghz, 2.5ghz, 和3.5ghz諧波. 在這些頻率下, 對於大多數PCB電路來說，回波損耗的影響基本上可以忽略不計. 因此, 用於低頻和低數位速率電路, 人們通常不注意其阻抗變換和阻抗特性.

然而, 對於速率為28Gbps的vHSD電路, 可以將其視為具有14GHz類比信號的訊號合成, 42GHz, 和70GHz. 42Ghz時, 回波損耗和相關阻抗轉換非常重要, 和70Ghz, 它們成為在 毫米波電路 數量. 這些射頻問題會影響vHSD的眼圖, 但在有限的試驗中, 影響沒有我想像的那麼嚴重. 然而, 對於以該速率傳輸的敏感vHSD系統, 應充分考慮回波損耗和阻抗轉換.

類似地, 在56Gbps的高速vHSD電路中, 回波損耗和阻抗轉換的影響可能會影響眼圖的效能. 因此, 強烈建議vHSD電路設計工程師詳細瞭解 毫米波電路 類比和高速訊號之間的問題和互連，以更好地優化高速數位電路設計.