光模块天天处理各种信号,而且在电信号领域,总提到“射频信号”这个词,然后还有些厂家习惯叫微波信号。
略聊一下光模块高速信号与射频的关系。
电磁波,如果电磁波频率特别低,波长特别长,是不会在空气中发射出去的,而是被大地吸收了。记住一个词,大地的地Ground,简称GND。
电磁波的频率提高,可以被发射出去,就有了射频这个概念。当频率特别特别的高,就有了射频里边的“微波”概念。
要发射出去,我小时候看电视,还天天举天线呢,把电磁波共振或者叫谐振放大后,信号就增强了。这是电磁波干涉原理。
激光器输出的光,光也是一种特殊的电磁波,1310nm,(换算一下就是228THz),咱们DFB激光器里有个光栅,光栅的长度是四分之一波长,光栅周期二分之一波长。
万变不离其宗。
再记住一个词,四分之一波长,很容易就产生共振(也叫作谐振,或者叫干涉),电磁波信号被放大。
激光器的全称叫做受激辐射光放大,就是通过谐振产生的放大。VCSEL的那个垂直腔面发射,就是垂直方向的谐振腔,让光干涉后通过表面输出。就这个意思。
这里头,电磁波领域,提到了两个词,一个是GND,用来吸收电磁波,避免发射。第二个就是四分之一波长,可产生共振增强的作用。
回到电信号。
咱们说的EML,把电信号调制后,输出光信号。
EML芯片自带一个DFB激光器。
咱们还用硅光模块,也是输入电信号,调制后输出光信号。硅光模块需要一个DFB激光器,叫做CW激光器。
什么叫调制,我们的光信号,被电信号加载了一个脉络,形成光信号。
咱们理想的调制,是这样的,光有自己的频率和波长,频率x波长=C(光速)
所调制的信号,也有频率和波长的概念,只是咱们习惯了听比特率、波特率这些词而已。T10T43 【通信基础】比特率、波特率、带宽
射频,主要是说现在的高速光模块所需的电信号的频率,已经到了稍微控制不住就可以“发射”出去的那些高频信号频段了。
刚才在EML里看到GSG这个布局,是用来做什么的?就是用来吸收(或者叫回流)这个电磁波信号的,千万不敢让这个信号发射到空中。
随着频率越来越高,咱们的GND的包围圈越来越小,见过这个公式吧?
它就是小于四分之一波长的另一个表述和换算,电磁波的波动么,一定要避免横向信号成为天线。
金手指的信号焊盘旁边伴随GND,柔性板布局信号旁边伴随GND,DSP的焊点信号周边布满GND....., 这都是通过GSG,GSSG,GSGSG等等,来吸收电磁波,避免这个信号成为天线,一不小心就发射出去了。
带宽越大,频率越高,GND就越要靠近信号。这也是为什么采用硅光集成的小型化方案来提高射频带宽的原因。因为半导体工艺支持GND线条很靠近信号。
为什么高频信号需要处理PCB的尾桩,尾部信号也会成为“天线”
为什么EMI的信号,对光模块外壳的缝隙要求越来越苛刻,没办法,现在的信号频率变高了,波长变小了,这些要求当然就苛刻了呀。
我们光模块处理的电学信号是射频频段的信号,但我们极力要做的事情是不要让这个信号向空中辐射出去。这就是控制射频信号的难点。
昨天也聊了,咱们的射频信号还有很大的损耗呢Y10T303 为何800G热插拔光模块如此关注C2M损耗
这周末是激光器,聊一些激光器的原理与应用,18140517646