淺談高頻概念與高頻PCB製作

淺談高頻概念與高頻PCB製作

高速傳輸大量資料的需求,帶動著USB4、HDMI、Thunderbolt及DisplayPort等高頻連接器相繼問世。舉例來說,HDMI 2.1在4個通道上傳送速率可達12Gbps;最新USB4規格讓傳送速率最快可支援40Gbps,Thunderbolt™ 4 埠具有與 Thunderbolt™ 3同樣的40Gbps頻寬。當訊號速度持續加快時,如何降低雜訊干擾成了重要課題。 圖1:HDMI、Thunderbolt及DisplayPort等高頻連接器 現階段,線纜連接器必須克服許多高頻信號問題,包含:衰減(Attenuation)、反射損失(Return Loss)、耦合問題(Crosstalk)、阻抗(Impedance)、走線(Trace)以及走線長度。然而,多少頻率以上稱之為高頻呢?400MHz、1GHz、5GHz還是10GHz呢? 如何避免反射波長 其實,高頻的定義可以看成是否有反射發生:當電磁波在介質(空氣或PCB)上傳遞的時候,如果是連續介質,則不會反射;撞到不連續介質時,若沒有反射發生,則該頻率在這個介質上視為低頻;反之,若產生了反射,則視為高頻。因此,我們常常會聽到一種說法:「反射與波長有關」。 電磁波的傳遞速率又該如何跟波的運動結合呢?電磁波在空氣或真空中的傳遞速率為光速 而電磁波在介質中傳遞的速率為 因此我們可以用此公式簡單的算出電磁波在介質(例如:電路板)上的傳遞速率。 此時將波的速率與電磁波的速率公式合併,則可以獲得電磁波在介質上傳遞時的波長: 波的反射概念:傳遞路徑的長度小於傳遞波長的 ¼ λ ,在此條件下不會發生反射。 簡單的來說,為了避免反射的發生,我們可以讓在PCB上走的電磁波的波長越長越好(λ大於Trace長度的4倍)。由以上公式可知,降低頻率與降低PCB的相對介電係數,即可讓波長變長。但實際上因為傳輸需求,資料的傳輸速率無法隨心所欲地將頻率降低,PCB的介質也不可能為1。 另一個方式:縮短Trace的長度,讓其長度小於傳遞波長的 ...
USB4 Active Cable規格與Linear Re-Driver Cable認證細節

USB4 Active Cable規格與Linear Re-...

USB4 Active Cable 最新重點規範 USB速度從最一開始USB 1.1最快的12M,到USB 2.0的480M,再到USB 3.2時期的單lane 10G,一直到最近USB4的單lane 20G。隨著傳輸速度不斷上升,Passive Cable長度也從USB 1.1/ 2.0的最長5m,到USB 3.2 Gen2 Type-C的最長1m,再到USB4 Gen3 Type-C的0.8m(協會建議)。不過,隨著各家廠商Cable產品長度不同,USB協會也歡迎廠商突破建議長度。舉例來說,百佳泰曾協助廠商2.1m(目前全球最長)的Full-Featured USB-C to ...
Wi-Fi 6硬體傳導性測試

Wi-Fi 6硬體傳導性測試

目前Wi-Fi市場上主流為Wi-Fi 5 (802.11ac),近年Wi-Fi 6 (802.11ax)逐漸在旗艦級消費產品嶄露頭角,未來可預見Wi-Fi 6會逐漸成為主流。Wi-Fi 6是以Wi-Fi 5為基礎,除了速度的提升外,更著重降低同時間內多用戶狀況下資料傳輸的壅塞感,例如大眾運輸系統、演唱會與運動球場等人潮用戶眾多的區域。Wi-Fi 6其新增特點如OFDMA、1024QAM技術、資源單位(Resource Unit)等。百佳泰為Wi-Fi聯盟指定實驗室,早已跟緊腳步,率先提供Wi-Fi 6相關測試,特別也在此撰文分享相關驗證重點。 關於Wi-Fi 6與Wi-Fi 5的差異,我們可先從下圖比較表來簡單快速了解,並針對關鍵差異於稍後說明。 Item Wi-Fi 5 (802.11ac) Wi-Fi 6 ...

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