DDR3系列之時(shí)鐘信號的差分電容，一般人我不告訴他！

作者：周偉  一博科技高速先生團(tuán)隊(duì)隊(duì)員

差分電容？沒看錯(cuò)吧，有這種電容嗎？當(dāng)然是沒有的，只是這個(gè)電容并聯(lián)在差分信號P/N中間，所以我們習(xí)慣性的叫它差分電容罷了。如下圖一中紅色框中所示即我們今天的主角，下面容我慢慢給大家介紹。

圖一

大家看到它是否有種似曾相識又不曾見過的感覺？確實(shí)，它只不過是一個(gè)普普通通的不起眼的電容罷了！但是，如果它真的只是一個(gè)普通的電容，高速先生也不屑拿出來和大家講了，其實(shí)它普通的表面隱藏著很深的道道。到底有什么呢？噓！一般人我不告訴他！

圖一是Intel平臺設(shè)計(jì)指導(dǎo)上經(jīng)常可以看到的DDR3時(shí)鐘拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，我們也經(jīng)常會(huì)在仿真實(shí)踐中去人為的添加這個(gè)差分電容，如下圖二時(shí)鐘信號一拖四所示為我們在設(shè)計(jì)中看到的一個(gè)真實(shí)案例。

圖二 無差分電容的時(shí)鐘信號拓?fù)浼安ㄐ?/span>

雖然看起來這個(gè)波形還湊合，沒有太大的問題，但還是有優(yōu)化的余地（工程師的強(qiáng)迫癥又來了，真是傷不起啊！），可以通過在前端并聯(lián)一個(gè)電容來優(yōu)化，如下圖三所示為并聯(lián)了2.2pF差分電容后的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和仿真波形。

圖三 有差分電容的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和波形

在前端加了差分電容后，雖然上升沿有微小的變緩，但波形真的是呈現(xiàn)了一個(gè)完美的正弦波曲線，振蕩消除了，實(shí)在是苦逼的工程師們居家（埋頭實(shí)驗(yàn)室）旅行（客戶現(xiàn)場出差）、殺人滅口（消除反射等）之必備良方。此優(yōu)化設(shè)計(jì)也已經(jīng)投入使用，在加了這個(gè)電容后系統(tǒng)能穩(wěn)定運(yùn)行在800MHz的頻率，如果沒有焊接這個(gè)電容，系統(tǒng)只能穩(wěn)定運(yùn)行在667MHz,運(yùn)行到800MHz時(shí)系統(tǒng)時(shí)有錯(cuò)誤發(fā)生。

看到這里，一些腦洞大開的工程師可能會(huì)問，這個(gè)電容的位置有什么講究嗎？我可不可以把這個(gè)電容放在最后面那個(gè)顆粒？高速先生就喜歡有人提這種高質(zhì)量的問題。下面還是看看仿真結(jié)果吧。

首先看看將電容放在第一個(gè)顆粒處的仿真結(jié)果，如下圖四所示。

圖四、電容在第一個(gè)顆粒處的拓?fù)浜筒ㄐ?/span>

可以看出此時(shí)波形已經(jīng)沒有放在前端（靠近發(fā)送芯片端）時(shí)的完美了，甚至出現(xiàn)了振蕩的小苗頭。接著把電容放在最后一片顆粒處，仿真結(jié)果如下圖五所示。

圖五  電容在最后處的拓?fù)浜筒ㄐ?/span>

此時(shí)波形振蕩甚至比沒有電容的效果還明顯，仿真結(jié)果表明此電容還是不要放在末端為好，最好的位置還是靠近發(fā)送端吧。

—End—

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