Pasternack博客
洞见:高速数字信号及数据通信中的射频互连(下篇)
简述
在《洞见:高速数字信号及数据通信中的射频互连》上篇中,我们阐述了高速数字应用中使用的射频互连概念。在本篇中,我们将就互调失真问题,以及高速数字数据传输、近期无线通信中涉及数字信号的应用,其发展趋势及挑战等方面展开进一步探讨。
互连互调
无源互调(PIM)是信号质量下降的主要原因,而谈及对于干扰的防护,不同的射频连接器在这方面的性能也参差不齐。在最新的蜂窝和无线回程高速数字数据通信当中,由于峰值功率比较高,因此PIM问题变得尤为突出。PIM表现为无用信号,当设备中的连接器出现松动、腐蚀,或者互连器件生锈时,两个或更多个强射频信号的线性度即会因为这些因素而遭到破坏进而发生混合,由此产生PIM。
然而在实际情形中,PIM的来源有时很难确定,对于高速数字数据通信而言,PIM可能是材料使用、线缆设计、连接器设计、连接器材料的匹配、连接器松紧程度以及其他因素混合作用下的结果。如果所生成的PIM会提高噪声基底,对无线设备信号造成干扰,从而导致接入失败、数据速率下降或者呼叫掉线,那么便成为一个需要解决的问题。以下为可导致PIM的若干状况:
< 线缆端接状况不佳
< 连接器损坏或松动
< 连接器过紧或破损
< 连接器或线缆内部存在金属片或碎屑
在接口互连时,如可确保线缆或连接器的端接方式正确,以及连接器的松紧程度恰当,就可以大幅减小所产生的PIM。
互连技术的挑战
射频/微波技术在时下的高速数字数据传输领域已然是无所不涉之势,正因如此,连接器与电缆技术的融合也同时趋于复杂。从全面展开的5G乃至几乎达80 GHz通信频率的所谓下一代无线技术中,越来越高的数据速率,以及对于高整合度互连件越来越多的需求,都对射频互连技术提出了更高的性能要求,作为此类通信驱动力的数字信号速度和密度也将以前所未有的速度实现推进。为了满足频段和性能升级的要求,射频互连产品的设计和制造正处于不断开发进程中,接口兼容型设计将在GHz级性能和耐用性周期层面得到大幅提升,以符合EIA-364标准的测试和认证条件。
在高速数字信号背景下,使用传统铜互连技术的数字系统终将因时钟延迟、抖动、功耗、误码率(BER)及信号完整性方面的问题而无法满足超大规模集成(VLSI)电路的需求。为了解决这些问题并通过改进性能来满足高速需求,在未来的片上和板级时钟分配网络中采用射频/无线互连将能够为工作于multi GHz级频率下的高速时钟分配网络赋予所期望的性能。
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