僅僅只是PCB背板的問題嗎?

作者：一博科技高速先生自媒體成員 周偉

事情是這樣的：某一直關(guān)注高速先生的老鐵有天突然發(fā)了一個(gè)求助郵件給我們，內(nèi)容如下：

我們拿到板子文件，根據(jù)描述，背板的架構(gòu)如下，其中有問題的是交換板6槽到3、4槽，交換板7槽到9、10槽。
居然是對(duì)稱的出錯(cuò)，看來(lái)這個(gè)問題不是偶然而是必然，事出反常必有妖，下面開始我們高速先生捉妖的一貫套路！
首先我們需要查看PCB設(shè)計(jì)文件，我們始終相信只要設(shè)計(jì)哪里有問題，總是能通過PCB文件查到一些蛛絲馬跡的，只是隱藏的深淺不一而已。接下來(lái)我們一一對(duì)各塊板子進(jìn)行細(xì)致的檢查（無(wú)非就是檢查哪里違背了高速設(shè)計(jì)規(guī)則，然后判斷影響的大�。�。

先來(lái)看背板，背板走線比較簡(jiǎn)單，基本是連接器到連接器直連，且做了背鉆，也對(duì)差分孔進(jìn)行了一定的優(yōu)化，初步看起來(lái)沒有什么大的問題，一些小問題如下：

主要的問題是差分對(duì)穿過連接器，反焊盤沒法繼續(xù)掏大，同時(shí)焊盤又太大，導(dǎo)致過孔阻抗會(huì)偏低。

接著再來(lái)看看交換板的PCB走線情況（為了保密，盡量只截取和我們問題相關(guān)的部分走線），可以看出，沒有出問題的通道線路主要分布在芯片上下的位置，線路比較長(zhǎng)且靠近底層走線，stub較短；而出問題的兩個(gè)插槽正好位于中間部分的走線，線路都比較短（2.2inch左右），最主要的問題是2mm板厚大部分信號(hào)走在第三層（紅色走線），且連接器過孔沒有做反焊盤優(yōu)化，此時(shí)過孔stub的影響非常大，差分過孔阻抗估計(jì)不足60ohm。另外在芯片處由于空間比較小，反焊盤掏空的尺寸有限，且stub也較長(zhǎng)，過孔阻抗先天會(huì)較低，在我們看來(lái)交換板的設(shè)計(jì)對(duì)于高速信號(hào)來(lái)說可能是最致命的影響。
最后來(lái)檢查業(yè)務(wù)板，業(yè)務(wù)板上和交換板的設(shè)計(jì)一樣也有致命的缺陷，主要的問題是2mm的板厚，關(guān)鍵的信號(hào)走在第三層且沒有背鉆，這樣導(dǎo)致過孔stub較長(zhǎng)，而差分過孔本身又沒有優(yōu)化，這幾個(gè)因素嚴(yán)重影響到過孔阻抗，導(dǎo)致過孔阻抗偏低，加劇了系統(tǒng)的信號(hào)反射。
從上面查板的結(jié)果來(lái)看，大致問題已經(jīng)比較清楚了，修改背板不一定能解決這個(gè)信號(hào)質(zhì)量不好的問題，主要是交換板和業(yè)務(wù)板本身的設(shè)計(jì)問題比較大造成的，而這些問題如過孔stub太長(zhǎng)、過孔沒有優(yōu)化等其實(shí)我們高速先生之前一直強(qiáng)調(diào)過，高速信號(hào)需要注意的細(xì)節(jié)會(huì)更多，往往一個(gè)細(xì)節(jié)沒有注意就會(huì)成為壓死駱駝的最后一根稻草！

下一步我們會(huì)通過仿真和測(cè)試來(lái)進(jìn)行驗(yàn)證我們的猜想，欲知詳情，請(qǐng)看下回分解！