有没搞错,光模块外壳影响信号质量!

来源:一博科技 时间:2022-2-28 类别:微信自媒体

作者:一博科技高速先生成员 黄刚

光模块为什么要制作一个厚厚的外壳呢?很多人的第一答案是为了防止EMI辐射,那有没有可能辐射是变好了,但是信号质量却变差了呢?

 
说到光模块,相信大家都不会陌生,一般就长下面这个样子,其实它里面就是一块传输信号的金手指PCB板,外面再按照相关协议的长度和宽度标准去制作一个屏蔽的金属外壳。高速先生认为它除了屏蔽光模块向外辐射,抑制EMI这个最大作用之外,还有一个很“不为人知”的作用,到底是什么呢?
 
那就是…可以很方便大家插拔!!!高速先生试过在没有这个外壳的情况下插入光模块连接器,基本上眯着眼睛去对位置,还要加点运气才能插进光模块笼子。笼子有很深的通道,没试过估计很难理解,那大家看看图片就能理解了!
 

当然高速先生今天要说的肯定不是说插拔光模块的难易问题了,毕竟这个动作只会影响心情,并不会影响信号质量,而今天要说肯定是影响光模块信号质量的大事啦! 

某客户做了一块光模块金手指的转接板,也就是一头是光模块金手指插进光模块连接器笼子里,另外一边转接到客户需要的其他接口上,客户在转接板上运行的速率是25Gbps的高速信号,遇到了这个很诡异的问题!


带上外壳和不带外壳会对信号质量差别很大?而且居然还是拆下金属外壳后信号质量更好?高速先生当时的确有点被这个客户描述的现象整不会了,最终让客户把他们的转接板寄给我们,由我们己来验证。

首先,看客户的产品,感觉还做得挺好的,尤其是这个金属外壳,先show给大家看看!
 
然后,我们立马开始验证,因为有源的情况客户已经明确验证过了,那我们就验证无源的结果,看看能不能找到原因。第一步,要测试到这块金手指的板卡,先拿出我们自研的MCB(Module Compliance Board),这款板子专门和金手指板进行对接测试,搭建的场景如下所示:
 
第二步分别把带外壳的金手指板和去掉外壳的金手指板插到MCB里面去,然后测试阻抗和损耗,对比两种情况下的差异。
 
测试后果然发现了差异,从损耗结果来看,去掉外壳的损耗曲线不仅损耗要较小,而且线性度更好,没有明显的谐振点出现。
 
从损耗上已经能明显的看到两种case的差异了,我们再从时域的维度上去对比下,测试两种case的阻抗,结果也能看到差异。
 
发现带上外壳之后,在外壳包裹的走线位置阻抗明显变低,而且还存在着一定的波动,测试到这里,高速先生心里已经找到原因了。
 
由于金手指板的高速走线是走在表层,且外壳的存在,就或多或少会对表层走线产生影响,那大家会说,金属外壳如果有比较远的距离就没有影响了吧?是的,远的肯定就没啥影响了,但是如果像这个客户的这个自研的金属外壳,高速先生不用量,就是目测都觉得会有影响的那种!
 

看来光模块金属外壳虽然有协议的宽泛要求,但是细节上还是可以根据制作商的不同而不同,在光模块这种速率动不动就超过10G甚至25G的传输情况下,很多细节都会影响它的信号质量,这个案例就是一个很隐蔽的影响因素!


大家觉得表层走线还是内层走线加工稳定性更好,你选择的原因是?



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