差动讯号（3）弱耦合与强耦合

各位在设计高速差动对时，除了阻抗之外，可能还会被问到一个问题，P与N之间的间距要多少？

在差动讯号（2）：奇模与偶模一文中，我们已经知道差动对两线间距会影响其特性阻抗，且在影响传输线阻抗的几个要素一文中，我们知道传输线阻抗是可以被介质厚度、 介质介电常数DK以及线宽所控制。 因此如在线宽及介质材料、厚度不变的情况下：

 

1.间距越小，奇模阻抗越小，则差动阻抗越小
2.间距越大，偶模阻抗越大，则差动阻抗越大

 

所以在阻抗可以被完美控制的前提下，我们来细数强耦合跟弱耦合的优缺点，以方便各位未来设计时的取舍

 

强耦合：

优点：

1.Layout 走线占用面积比较小，意思是板子可以做的精密、高密度

2.因为PN两条线靠得比较近，所以感受到的噪声近乎相等的情况下，差动对的噪声抑制能力会比较好

缺点：

1.相同介质厚度与材料的前提下，为了控制阻抗，线宽会变得比较小，则传输线的高频损耗会比较高，不了解的人可参考PCB中的损耗，你知道几个呢？一文。

2.PCB制程上总会有一些Tolerance，这些未知的变异会使得阻抗有变化，而且在设计上为了满足PN两线等长，往往会把较短的线tune长，这也会使阻抗有变化。 强耦合差动对的阻抗因为对线距变化较为敏感，因此阻抗会较不容易控制。

 

弱耦合：

优点：

1.可以做到较薄的介质厚度使PCB变薄

2.对制程变异及tune线较为不敏感，阻抗控制较为容易

缺点：

1.需要更多的走线面积，甚至更多走线层

2.比较差的噪声抑制能力

 

笔者个人是弱耦合的爱好者，除了在有空间限制的区域内（例如BGA封装、连接器），其余走线都是弱耦合为主。

我相信对每个人而言，高速讯号的定义都会不一样，在这边我就列个本身经验。

=>Data rate大于10G，走弱耦合  

不过，前提是你需要给传输线有良好的走线环境，需要离power via、power plane、其他高速、低速走线尽量远一点，让耦合噪声相对小！