遇事不决，PCB电磁绝学

高速先生成员--姜杰

高速先生前段时间分享过一篇文章《谐振威力，不容小觑》，介绍了平面谐振影响信号插损的案例。

细心的粉丝发现一个问题：案例中的器件布局在单板的TOP层，产生谐振的电源平面在L13层，如果说L13层以下的布线层，比如L18及L22层信号过孔穿过谐振腔，受到影响还能理解。

那么，对于背钻后的L9层和L11层的信号过孔，在Z轴方向上，明明离着谐振腔还有一定的间距，为什么插损也会受影响？

文字描述略复杂，看图一目了然。为了让大家看清楚Z轴方向的间距H，图中仅展示L9层信号走线、相应差分过孔，以及L13层的电源平面。

乍一看，信号路径与电源平面完全没有交集插损异常出现的没来由，分析无从下手……

如果能换个角度，比如，电磁场的分布，问题便会迎刃而解。

信号传输过程中场的分布如下，答案就在其中！

给关键位置来个怼脸特写：

所以，真实的情况是，看似毫无关联的信号路径与电源平面，实际通过电磁场暗通款曲。

接下来，高速先生将通过仿真对比，展示信号插损跌落从无到有的过程，从而说明信号路径与电源平面间距的影响。

这次选择的仿真对象是L7层信号（对应过孔下端的蓝色走线层面），如果大家还有印象的话（没印象可以直接翻看文初第一个图），该层走线的插损最初是没有异常跌落的。模型调整的是原本位于L13层电源平面（图中紫色高亮）的层面。同时，为了减少变量，让结论更清晰，模型中的过孔stub全部设置为0，直接上图：

插损仿真结果如下：随着电源平面与信号路径越来越近，插损异常跌落从无到有，并逐渐增大。

电场分布仿真结果反映了同样的趋势，随着电源平面与信号路径越来越近，电源平面上的电场强度逐渐增加。

看到这里，严谨的粉丝可能又会问了：过孔stub为0只是理想情况，实际stub长度到底有多大影响呢？

别急，我们保留L7层走线，L9层电源平面的模型（位于中间的L8层是GND平面）继续研究。

通过对比发现，随着stub长度的增加，插损跌落的幅度随之加大。这也从另一个角度说明，平面谐振腔距信号路径（虽然过孔stub是我们极力避免的，但也是信号路径的一部分）越近，对信号产生的影响也越大。

综上，平面谐振对信号插损的影响，并非只存在于信号路径穿过谐振腔这一种情况——即便两者在Z轴方向有一定间距，通过电磁场的隔山打牛，依然可能会引发插损异常。

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审核编辑 黄宇