高（gāo）速先生成員–黃（huáng）剛

每一位剛進入PCB行業的同學，基本上頭幾個接觸到（dào）的設計經驗就肯定少不了“3H”原則。當然大（dà）家也（yě）都知道，這個原則是（shì）為了傳輸線（xiàn）之間的串擾改善而建立的（de）規定，那就是要求傳輸線中心到中心的距離滿足至少3H的值（也就是空氣間距gap大（dà）於2H），其中（zhōng）H是傳輸線（xiàn）到（dào）參考平麵的距離，其（qí）實也就（jiù）相當於是上（shàng）下層PP或者CORE的厚度了，就好像下麵的樣子。

當然PCB設計工程師本身隻會對物理規則負責，不對電氣規則負責。也（yě）就是說，SI工程師定下來“3H”原（yuán）則後，PCB工程師通過疊層文件知道了H的數值後，然後在組內的高速差分線應（yīng）用上去就好了。空間緊張的滿足“3H”，空（kōng）間不緊張的拉開到“5H”，甚至是驚人的“7H”！總之，PCB工程師隻管在PCB版圖上實現就完事了。

這不有一天，公司內一群好學的PCB工程師同事找到了Chris，想知道到底“3H”原則是不是就一定能讓高速信號之間的串擾變得很小了，有沒有（yǒu）必要做成“5H”甚至“7H”，總之（zhī）就是，他們想讓Chris把（bǎ）物理（lǐ）規則量化成（chéng）電氣（qì）規則（zé）。麵對同事的（de）“軟（ruǎn）磨硬泡”，行唄，那就以他（tā）們（men）手頭上的（de）這個25Gbps的（de）高（gāo）速項目為例給（gěi）他們說（shuō）道說道。

Chris先打開他們（men）設計文件的疊層，高速線走了很多個內層，結構（gòu）線寬都相同。以（yǐ）L5層高速線為例，上麵的core厚度是（shì）4mil，下麵的PP也差不多4mil。然後按照100歐姆阻抗控製的話，線寬為4.5mil，線間距為7.5mil，如下所示：

那（nà）我們把L5層（céng）的（de）走線提取到3D模型中去，通過仿真來驗證所謂的“3H”原則。模型就是下麵這（zhè）樣了。

那首先我們看看隻有一對走線的情況下，去仿真它的電磁場特性，結果（guǒ）如下：

可以看到，電磁場的範圍基本上就在差（chà）分線中心往左邊或者右邊3H的距離，H是4mil。再遠的地方其實就沒太多電磁場分布了。從參考地平麵的角度去看也是類似的結論，如下所示，也（yě）還是基本集中在3H的範圍。

當然如果把另外（wài）一對（duì）做（zuò）到3H原則的差分線一（yī）起放進來看，也（yě）能有同樣的結論，左邊這對攻擊線的電磁（cí）場其實還沒波及到右邊這對受害線上麵去。既然電磁場沒波及過去，也就說明其實串擾能量也不會很多的傳遞過（guò）去。

Chris從電磁場的角度給設計的同事（shì）去分析，他們的確是有一種get到新知識的新（xīn）鮮感，而（ér）且這個場的仿真結果（guǒ）也比較形象，能直觀的看到“3H”設計原則的效果，他（tā）們看到都紛（fēn）紛表示。。。讚！

當然，場的仿真結果其實也還是個定性的結果（guǒ）了，可能給PCB設計的同事看比較直觀，但是並沒有起到（dào）一個量化的效果。如果要量化具體指標（biāo）的話，還（hái）得回到傳統的S參數仿真方法，也就是直接進行串擾的頻域（yù）仿真。

Chris對模型賦上一定的掃描變量，看看這兩對差分線從最小（xiǎo）的“2H”到“3H”再到“5H”（其實Chris還順帶偷偷（tōu）仿真了“7H”哈）的情況下（xià）串擾具體數量的差異！以下就（jiù）是“2H”、“3H”和“5H”三種case的仿真模型。

唰一下，不同差分線間距的串擾仿真結果都完成了，我（wǒ）們把（bǎ）結果放到一起來（lái）直觀的對比，如下所示：可以看到，2H的情況下串擾就比較大了，隻有不到35db，3H的話已經能做（zuò）到50db，4H和3H其實差異就不大（dà）了，如果要往60db去做的（de）話，就要（yào）達到5H的距離，如果（guǒ）繼續追求高指標的話，7H可能是你（nǐ）們喜歡的設計哈！

當然對於25Gbps信號來說，編碼方式是NRZ編碼，其實3H是夠（gòu）用的了。如果在同樣基頻下要跑到56Gbps-PAM4的話，可能需要往5H做，因為PAM4的串擾的要（yào）求還是（shì）比較高的。反正（zhèng）需要做到多少間距，一個是看你（nǐ）們的產品（pǐn）的速率（lǜ）來定，另外（wài）就是看設計工程（chéng）師能不（bú）能做到了（le）哈。

當Chris把這個量化的（de）S參（cān）數結果做出來準備再（zài）給設計部的同事展示的時（shí）候，發現他們早就跑光了，全部回去繼續做他們的設計去了，對於設計工程師來說，知道原理和定性的看（kàn）到電磁場的結果，他們其實（shí）已經滿足了（le）……