在設計初期，確定差分信號線寬間距時，我們會面對這么個選擇：相同的阻抗管控，對應著不同的線寬間距，4mil/4mil，5mil/8mil或6mil/16mil......其中間距大的我們叫松耦合，間距小的就叫緊耦合。遇到這種情況我們該如何選擇呢？如果我是設計工程師我就選緊耦合，因為占用的空間小啊，布線容易啊。作為高速先生我就要分析一下松緊耦合的優缺點了，因為凡事有利就有弊。

 

首先從反射的角度來分析，反射最主要的切入點就是阻抗。耦合的松緊會影響傳輸線的各種阻抗參數，下表顯示了微帶線介質厚度為3.8mil，介電系數為4.5，銅厚1.2mil時，差分阻抗保持在100歐姆，不同線間距對傳輸線阻抗的影響。其中Zse為附近沒有其他傳輸線時的單端阻抗。

從表中可以看到雖然差分阻抗都相同，但共模阻抗相差較大，耦合越緊共模阻抗越大，我們知道理想的共模端接是25歐姆，所以緊耦合的共模反射肯定要比松耦合大。還有信號出pin時，是從無耦合區域進入耦合區域，先感受到單根阻抗，再耦合阻抗，在這種情況下，緊耦合兩部分阻抗差也比松耦合大，反射也會越嚴重。下面我們就仿真驗證一下，我們用case1，case2，case4的線寬間距來搭建鏈路，無耦合區域長度為30mil，耦合區域為2000mil。

插入損耗對比（紅：case1；藍色：case2；玫紅：case4）：

仿真結果證明了緊耦合的反射確實比松耦合嚴重，并導致了插損也更差一些。

 

再從串擾來分析一下。都說緊耦合抗干擾能力強，事實是否如此呢？同樣用case1，case2，case4的線寬間距來搭建鏈路，攻擊線是單根信號，距離差分對10mil，阻抗50ohm，加了上升沿是100ps的1v階躍信號。

差分噪聲（紅：case1；藍色：case2；玫紅：case4）：

仿真結果顯示緊耦合的差分噪聲確實要小些哦，那共模噪聲呢？

 

共模噪聲（紅：case1；藍色：case2；玫紅：case4）：

結果相反哦，松耦合抗共模噪聲的能力更強些。為什么呢？耦合越緊，干擾源對兩根信號的串擾就越接近，我們知道差分信號是兩信號相減，串擾越接近的話抵消的就越多，得到的差分噪聲就越小。但共模信號是兩根信號串擾電壓的平均值，是相加，所以緊耦合比之松耦合會加劇共模噪聲。

 

另外松耦合的線寬較緊耦合寬，導體損耗相對小，在長距離的高速信號傳輸時一般都會建議采用5mil以上的線寬。

 

大家有沒有注意到SFP+協議中，除了要求差分阻抗達到100ohm，還對耦合程度有個7%的要求。

從表中看出，規范更推薦相對的松耦合。