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隨著比特率繼續飆升，光纖編織效應時序偏移正成為一個越來越嚴重的問題。對于 5GB/s 及以上的信號傳輸速率，它實際上會毀了您的一天。例如，左圖顯示由于 12.7 英寸的纖維編織效果，5GB/s 的接收眼完全閉合。使用?Agilent ADS?軟件進行建模和仿真。

那么，什么是纖維編織效應，我們為什么要關注它呢？嗯，當我們想要描述玻璃纖維增強介電基板在兩條或多條相同長度的傳輸線之間導致時序偏移的情況時，它是常用的術語。由于 PCB 制造過程中使用的介電材料由編織成布并浸漬環氧樹脂的玻璃纖維紗線制成，因此變得不均勻。

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信號沿傳輸線傳播的速度取決于周圍材料的相對介電常數?（er）?或介電常數 （Dk）。Dk?越高，信號沿傳輸線傳播的速度越慢。當一條跡線恰好在一束玻璃紗上排列了其長度的一部分時，如左圖中的頂部跡線所示，與另一條相同長度的跡線（主要在樹脂上排列）相比，傳播延遲是不同的。這稱為 timing 或 phase skew，是由于圍繞相應走線的 delta?Dk?造成的。

纖維編織效應是一個統計問題。PCB 設計具有長平行長度的布線，沒有任何彎曲或點動，這種情況并不少見。在大型無源背板設計中尤其如此。因為 fiber weave pattern 往往與 x-y 軸平行，所以如果你構建了足夠的 boards，任何以相同方式運行的 traces 最終都會遇到最壞情況的 timing skew 情況。英特爾在兩年內匯編了 58,000 多次 TDR 和 TDT 測量數據后證明了這一點。2007 年，Jeff Loyer 等人發表了一篇 DesignCon 論文“纖維編織效應：實用影響分析和緩解策略”，他們在其中發布了數據并提出了減輕纖維編織偏斜影響的技術。他們從統計學上表明，最壞情況下的時序偏斜可能約為每英寸 16ps，表示 delta?Dk?約為 0.8。

在高速差分信號中，這是一個問題，因為正 （D+） 和負 （D-） 數據之間的任何時序偏移都會將一些差分信號轉換為公共信號分量。最終，這會導致接收器的眼閉，并導致 EMI 輻射。

您可以使用以下公式計算 timing skew：

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哪里：

tskew?= 由于光纖編織效應長度（秒）引起的總時序偏移

Dkmax= 以玻璃纖維為主的材料的介電常數。

Dkmin= 樹脂為主的材料的介電常數。

c?= 光速 = 2.998E+8 米/秒（1.18E+10 英寸/秒）

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您可以用來估計?Dk?最小值和最大值的一種實用方法是研究 PCB 層壓板供應商提供的材料特性。考慮現代 PCB 層壓板結構中使用的兩種極端樣式的玻璃纖維布，如左圖所示。松散編織圖案 106 的樹脂含量在所有最流行的編織中最高，而緊密編織圖案 7628 的樹脂含量最低。因此，您可以使用布料樣式 106 和 7628 的指定?Dk?值來分別獲得?Dkmin?和?Dkmax。一旦你有了這些并應用了容差，你就可以估計?t偏斜?。

例：

假設 Fr4 材料;一英寸纖維編織效果;Dk106= 3.34（+/-0.05） 和 Dk7628= 3.97（+/-0.05），則時序偏移計算如下：

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現代串行鏈路接口在一對等長傳輸線上使用差分信號，以實現兩點之間的互連。在 2007 年 DesignCon 上由 Gustavo Blando 等人撰寫的一篇論文“差分傳輸線中不對稱引起的損耗”中，他們展示了正 （D+） 和負 （D-） 數據之間的對內時序偏斜如何由于時序引起的諧振而導致差分插入損耗曲線的增加。這些諧振在通道的差分插入損耗曲線中表現為下降，如下圖所示：

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該圖顯示了我最近對以 5GT/s 運行的 PCIe Gen2 通道進行的 ADS 模擬的結果。眼圖位于大約 30 英寸的軌道長度芯片到芯片之后的接收器。通道模型已參數化，以允許根據需要調整纖維編織效果長度。

如您所見，當光纖編織效應引起的偏斜長度從 0 增加到 12.7 英寸時，差分插入損耗圖中的基頻零點會減小。這些零點出現在基頻 （fo） 和每個奇次諧波處。

此外，眼睛在 5.6 英寸的纖維編織效果下表現出一些退化，并在 7.8 英寸后開始明顯變形。在 12.7 英寸處，fo?等于數據速率的奈奎斯特頻率（在本例中為 2.5GHz），并且眼圖完全閉合。

您可以提前預測諧振頻率，并在仿真和驗證結果之前使用它來獲得一些直覺。如果你知道總的 pairs 內 timing?skew，fo?使用以下公式計算：

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哪里：

Fo?= 諧振頻率

tskew?= 總對內時序偏移

例：

使用我們上面計算的?tskew?= 16 ps/in，并使用上圖中最后一次仿真結果的 12.7 英寸，基本諧振頻率零點為：

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