差分信号回流路径的全波电磁场解析（二）

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。 《差分信号回流路径的全波电磁场解析（二）》这篇文章深入探讨了高速系统中差分信号回流路径的重要性和影响因素。差分信号是现代电子设计中广泛采用的一种信号传输方式，它能够有效地抑制噪声并提高信号完整性。在高速系统中，信号回流路径的选择和设计对信号质量具有决定性作用。 文章首先强调了参考平面的开槽间隙对差分信号回流路径的影响。开槽会导致参考平面的连续性被破坏，进而影响信号的回流路径，这可能引发信号完整性问题，如反射和串扰。通过使用Ansoft-HFSS软件进行建模和参数分析，可以量化这种影响。HFSS是一款高级的电磁仿真工具，它可以模拟高频信号的行为，帮助设计者理解不同开槽条件下信号回流路径的变化。 在Hspice环境下进行时域分析，进一步揭示了这些变化对信号传输性能的实际影响。Hspice是一种广泛使用的电路模拟器，特别适合进行高速数字电路的时域分析，可以计算S参数等关键指标，以评估系统的插入损耗和回波损耗。 文章通过对比分析，展示了在参考平面GND1和GND2上开槽的不同结果。结果显示，GND2开槽对信号质量的影响小于GND1，这可能是因为GND2与信号线之间的介质更厚，导致电场能量更多地集中于GND1。通过比较SDD21和SCC21参数，可以发现开槽对奇模的影响较小，但对耦模的影响较大，这强调了在设计时考虑差分信号的耦合模式的重要性。 电场分布的可视化分析进一步证实了这一点。当GND2开槽时，GND1的电场分布变化较小，仍主要集中在信号下方，而GND2的电场分布变化显著。当两个参考平面都开槽时，信号质量显著恶化，无法保证正常的信号传输。 文章通过理论分析和数值模拟，深入探讨了差分信号回流路径的电磁场行为，揭示了参考平面开槽对信号完整性的影响规律。对于高速系统设计者来说，理解这些原理并合理优化参考平面设计，是确保信号质量和系统稳定运行的关键。未来的研究将进一步探讨不同开槽尺寸和信号波长对信号质量的具体影响。