我們走得越快，我們需要知道的越多：PCB層壓板在實(shí)現(xiàn)高速數(shù)據(jù)速率方面的作用。
采用這個(gè)有點(diǎn)模糊的副標(biāo)題并在其周圍放置一些參數(shù)和定義器，本文討論的主題是差分信號發(fā)展成為電子元件連接的主要方式的一種方式?？梢越档托盘柭窂降臇|西。在這個(gè)特定的時(shí)刻，整個(gè)互聯(lián)網(wǎng)依靠差分信令將數(shù)據(jù)從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方。如果沒有這種信號傳遞方式，互聯(lián)網(wǎng)和我們所有人都依賴的過多通信產(chǎn)品就不可行，或者更準(zhǔn)確地說，不可能存在。
好消息是最新版本的IC使得可以通過PCB中的差分對以高達(dá)32Gb/S（和更高）的速率發(fā)送數(shù)據(jù)。壞消息，或者更準(zhǔn)確地說，已經(jīng)被投入到行業(yè)中的挑戰(zhàn)是，在這些速度下，用于制造PCB的層壓板的非常小的變化會破壞數(shù)據(jù)路徑，如果不注意這些路徑是如何設(shè)計(jì)和制造。并且，破壞路徑中的數(shù)據(jù)鏈路的變體之一是傾斜。
從問題的基礎(chǔ)開始，偏差是差分對的兩個(gè)信??號邊緣到達(dá)差分接收器的端子時(shí)的未對準(zhǔn)。傾斜的結(jié)果非常簡單。當(dāng)上述錯(cuò)位足夠嚴(yán)重時(shí)，數(shù)據(jù)路徑中的鏈接可能不再起作用。
此時(shí)，定義差分對并檢查它們的運(yùn)行方式很有用：

• 差分對是一條信號路徑，它有兩條相等且相反的信號在兩條路徑上傳播。
• 接收器檢測其輸入端的“差分”電壓，并確定數(shù)據(jù)位是1還是0。
• 接收器設(shè)計(jì)為忽略“共?！苯M件。信號，通常是電壓偏移。這是該信令協(xié)議的主要優(yōu)點(diǎn)。
• 圖1是差分對的圖形表示。

確定匹配兩個(gè)不同信號的物理長度不是問題。這是以下因素的結(jié)果：

• 現(xiàn)代IC技術(shù)能夠?qū)⒎庋b級別的對準(zhǔn)維持在1 ps。
• 現(xiàn)代PCB布局工具和連接器制造能夠?qū)㈤L度匹配到1 ps。

基于這些因素，考慮和管理偏差似乎應(yīng)該是工程上的扣籃。如果不是因?yàn)槟承┎荒敲疵黠@的偏斜來源，情況肯定會如此。
偏斜的隱藏“陷阱”
如前所述，差分信號長度的差異路徑或錯(cuò)位是導(dǎo)致傾斜的原因。另外，偏斜可能是兩個(gè)差分信令路徑的速度差異的結(jié)果。在這兩種情況下，歪斜的原因都是PCB層壓板中使用的玻璃編織的結(jié)果。具體來說：

• 在14英寸路徑上測量的路徑長度差異大到37 pS，這是由于層壓板中玻璃編織不均勻造成的。 （這在28Gb/S時(shí)超過一個(gè)比特周期。）
• 差分信號對的速度差異發(fā)生在對的一側(cè)行進(jìn)在樹脂上而另一側(cè)在PCB上的玻璃上行進(jìn)時(shí)層壓板。在樹脂上行進(jìn)的一側(cè)將更快地行進(jìn)。

首先，一些基礎(chǔ)知識：
PCB中的層壓板是玻璃和樹脂的復(fù)合材料。玻璃的介電常數(shù)約為6，樹脂的介電常數(shù)小于3.
就路徑長度和信號速度而言，產(chǎn)生的問題是由玻璃增強(qiáng)層的形成方式引起的。樹脂已編織。更常見的玻璃編織物具有緊密扭曲的玻璃束，并且在其間留下填充有樹脂的大的開放空間。與玻璃纖維的間距相比，PCB中平均跡線的寬度較小（編織間距與跡線尺寸的對比度見圖2），因此差分對的一條跡線在玻璃上更常見而樹脂和其他痕跡相反（樹脂比玻璃更多）。由于這些因素，我們已經(jīng)看到14“長的差分對，其編織引起的偏斜高達(dá)60 ps。這種偏斜量會對差分信號的性能產(chǎn)生巨大影響。