本篇文章是针对高频线路板材料的技术文章。

在过去的数年中，我一直致力于研究各种类型的毫米波（mmWave）电路。同时，我也一直在设计高速数字（HSD）领域的电路，但是，每次实验得到的数据总是不尽人意。在实验过程中，有些HSD电路的插入损耗曲线会产生大量的噪声，因此我专门做了几次针对性的实验，我发现结论是电路的回波损耗很差。但令人意外的是，HSD工程师也是对高速电路的回波损耗特性并不在意。根据我研究毫米波的经验，这简直是不可思议的，因为回波损耗是获取有效数据的关键指标之一。然而，随着对HSD的深入了解，我发现该技术通常应用在时域情况下，而回波损耗对于大多数时域问题的影响要小得多。随着我对HSD（尤其是超高速数字vHSD）的不断深入研究，我现在逐渐可以用毫米波领域的技术来帮助并提高vHSD的相关技术和性能。

毫米波的阻抗变换对于毫米波电路来说是至关重要的，因为良好的阻抗匹配效果可以使电路获得最佳的回波损耗（稍微补充一句：回波损耗通常也被称为反射损耗，指的是从传播介质反射回来的能量）。例如，从连接器到电路的过渡部分通常会出现阻抗不匹配。如果不能很好的处理这个连接点，那么由于回波损耗（反射损耗）过大，原本希望输入到电路的大部分能量将会被反射。对于一个良好匹配的电路，如果测试系统知道有多少能量输入到了电路中，并且还知道有多少能量从电路中流出来，那么就可以得到由电路自身造成的插入损耗。但是，如果回波损耗的指标很差，那么意味着大部分插入损耗并不是由电路自身产生的损耗，而是由于电路反射能量造成的。所以，电路的回波损耗很差，得到的插入损耗测量也不准确。

对于时域信号中的HSD电路，阻抗变换可能是问题，也可能不是问题。这主要取决于数字信号速率，上升时间，以及电路的灵敏度。对于上升时间相对较慢的电路，阻抗变换对数字电路性能的影响要小得多。但是，当上升时间变快，阻抗变换的细微异常就会让电路性能变得异常敏感，这种情况下，电路的HSD性能就有可能会受到负面影响。

数字信号的速率（速度）和上升时间，与模拟或射频信号的特性息息相关。HSD电路中时钟信号产生的简单方波，就是看着是射频信号及其高次谐波相加构成的方波信号。这意味着对于较慢的数字速度，使用的射频信号是相对较低的频率。例如，1Gbps的数字速率其模拟基波频率为0.5GHz，接下来的几个谐波分别为1.5 GHz，2.5 GHz和3.5GHz。在这些频率下，对于大多数PCB电路来说，回波损耗的影响基本上是微不足道的。因此，对于低频以及数字速率较低的电路，人们通常不会去关注它的阻抗变换以及阻抗特性。

但是，对于速率为28Gbps的vHSD电路，它可以看作是模拟信号为14GHz、42GHz和70GHz的信号组成。在42Ghz时，回波损耗和相关的阻抗变换非常重要，而在70Ghz时，这就成为毫米波电路层面需要解决的首要问题。这些射频问题可能会对vHSD的眼图产生影响，但从有限的实验来看，效果也没有我想象中的那么严重。然而，对于以这种速率传输的灵敏vHSD系统，还是应该充分考虑回波损耗和阻抗转换。

同样，在以56Gbps工作的高速vHSD电路中，回波损耗和阻抗变换的影响都可能会对眼图的性能产生影响。因此，强烈建议vHSD的电路设计工程师要详细地了解毫米波问题，以及模拟与高速信号之间的相互联系，以更好的优化高速数字电路设计。罗杰斯技术支持中心（https://www.rogerscorp.com/techub）有许多和毫米波技术相关的在线技术信息，同时还有许多与毫米波相关的工程应用方面的案例。