差分信號回流路徑的全波電磁場解析（二）

5、繼承以上條件，將開槽改為在參考平面GND2上，參考平面GND1保持完整，其三維幾何圖形如圖11:

圖14 參考GND2 平面開槽的三維幾何圖形

進行分析計算。結(jié)果如下為：

圖15 S 參數(shù)

如圖8 可以查出：T1 的S11 為0.33514,S21 為0.90913;T2 的S11 為0.048959,S21 為0.90467.

與圖相比T1 的S11 為0.36357,S21 為0.79713;T2 的S11 為0.382,S21 為0.78853.GND2開槽比GND1 開槽對信號質(zhì)量影響要小。由于GND2 與SIG 的介質(zhì)較厚，相對的電場能量更多的集中在GND1.

圖16 參考平面GND2 開槽——S 參數(shù)曲線圖

對圖10 和圖16 進行插入損耗的S 參數(shù)和回波損耗的S 參數(shù)比較如圖17.

圖17 參考平面GND1 開槽與參考平面GND2 開槽S 參數(shù)比較圖

如圖17 所示：由于GND2 與SIG 的介質(zhì)較厚，相對的電場能量更多的集中在GND1,所以在GND2 開槽對信號的質(zhì)量影響要比在GND1 開槽小的多。

在奇模和耦模的形式下S 參數(shù)的比較。信號回路的電場能量主要集中在臨近的參考平面上。在此之比較SDD21 和SCC21,即只比較奇模和偶模的插入損耗。在這將開槽平面GND1與開槽平面GND2 進行SDD21和SCC21 的S 參數(shù)曲線進行比較。如圖18 所示：

圖18 開槽平面GND1 與開槽平面GND2 奇模和耦模的S 參數(shù)比較圖

如圖18所示：開槽對奇模影響小，對耦模影響大;對鄰近的參考平面開槽對信號質(zhì)量的影響要比相對遠的的參考平面開槽要小。

然后進行銅箔參考平面的場定義。

銅箔參考平面GND1 Polt fields 為Mag_E,結(jié)果如圖19 所示：

圖19 GND2 平面開槽情況下GND1 的電場分布圖

銅箔參考平面GND2 Polt fields 為Mag_E,結(jié)果如圖20所示：

圖20 參考平面GND2 開槽情況下GND2 的電場分布圖

將圖6、圖7和圖19、20比較，在GND2開槽后，平面GND1和平面GND2的電場能量分布均有較大的差別。電場能量不再完全集中在信號下方而是在整個平面上高低不同的電場能量都，但是GND1參考平面的電場分布變化較小，電場能量分布還是主要集中了信號的正下方。相比較而言GND2參考平面的電場能量分布變化較大。當信號線返回與回流路徑平面間的距離大于等于兩信號線邊緣距離時，回流路徑平面內(nèi)的電場能量相互重疊，回流路徑平面的存在對信號線。此時，對于差分信號來說，主要以GND1做為回流路徑。

6、繼承以上條件，在參考平面GND1和GND2均開槽的三維幾何圖形如圖21.

圖21 參考平面GND1 和參考平面GND2 均開槽的三維幾何圖形

進行分析計算。結(jié)果如下圖22、23:

圖22 參考平面GND1 和GND2 均開槽--S 參數(shù)曲線圖

圖23 S 參數(shù)

如圖22可以查出：T1 的S11 為0.53287,S21 為0.6064;T2 的S11 為0.59312,S21 為0.56752.

S11>-3dB,S21>-20dB.在這種情況下信號質(zhì)量嚴重劣化，根本不能保證信號的正常傳輸。

對圖10、圖16 和圖23進行參考平面GND1 開槽、參考平面GND2 開槽與參考平面GND1和GND2 均開槽插入損耗的S 參數(shù)比較圖，如圖24:

圖24 三種參考平面開槽情況的S 參數(shù)比較圖

對三種參考平面開槽方式的SDD21 和SCC21 的S 參數(shù)曲線進行比較。如圖25所示：

圖25 三種參考平面開槽方式的奇模和耦模的S 參數(shù)比較

如圖26 和圖27,三種參考平面開槽方式對信號傳輸質(zhì)量帶來的影響有較大的區(qū)別。GND2參考平面開槽對信號傳輸質(zhì)量影響最小;其次是GND1 參考平面開槽;對信號傳輸質(zhì)量影響最大的是GND1 和GND2 兩個參考平面據(jù)開槽的情況。前兩種情況是否能滿足信號質(zhì)量，還要看開槽的大小和信號的波長。由于時間有限在這里不做研究，在后期會繼續(xù)探討。

然后進行銅箔參考平面的場定義。

銅箔參考平面GND1 Polt fields 為Mag_E,結(jié)果如圖26 所示：

圖26 兩個參考平面均開槽情況下GND1 的電場分布圖