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高速PCB中差分过孔分析与优化

电子测量与仪器学报 2020年第1期32卷 90-96页

作者：严冬张盈利陈杨杨贺开俊黄守乾重庆邮电大学自动化学院重庆400065

信号完整性在高频高速电路中十分重要,差分过孔的不连续性会严重影响到信号的完整性,针对高速印制电路板(printed circuit board,PCB)中差分信号与共模信号对差分过孔的低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,首先建立差分过孔的等效物理... 详细信息

信号完整性在高频高速电路中十分重要,差分过孔的不连续性会严重影响到信号的完整性,针对高速印制电路板(printed circuit board,PCB)中差分信号与共模信号对差分过孔的低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,首先建立差分过孔的等效物理模型与电路模型进行差分过孔的差分信号与共模信号的性能分析;然后在PCB层叠结构和布线模式设计的基础上运用三维电磁仿真软件HFSS设置不同的过孔中心距、反焊盘直径及地过孔数量,对差分过孔的时域阻抗、回波损耗、插入损耗进行仿真与分析,并利用S参数与时域内阻抗变化,分析过孔的差分性能和共模性能;最后通过仿真结果分析,得出过孔中心距38 mils(1 mil=0.025 4 mm)、反焊盘直径32 mils及使用双过孔地过孔的设置使差分信号和共模信号的性能最优,提出优化了差分过孔的性能的新思路,为高速差分过孔设计提供参考。

关键词：高速PCB 差分过孔信号完整性等效模型差分性能共模性能

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差分过孔的结构分析与优化

电子科技 2016年第6期29卷 100-102,106页

作者：周子翔西安电子科技大学电子工程学院陕西西安710071

针对差分过孔引起的阻抗不连续以及过孔残桩引起的信号反射问题,通过过孔反焊盘补偿设计及端接过孔残桩减小了差分过孔及残桩引起的反射,改善了接收信号的质量。通过对比差分过孔优化设计前后的频域传输参数和时域信号眼图,说明了本方... 详细信息

针对差分过孔引起的阻抗不连续以及过孔残桩引起的信号反射问题,通过过孔反焊盘补偿设计及端接过孔残桩减小了差分过孔及残桩引起的反射,改善了接收信号的质量。通过对比差分过孔优化设计前后的频域传输参数和时域信号眼图,说明了本方法的有效性及实用性。

关键词：差分过孔残桩端接阻抗传输参数

基于SIwave和Designer的差分过孔仿真分析

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电子测量技术 2016年第1期39卷 40-44,53页

作者：麻勤勤石和荣孟宏峰南京电子技术研究所南京210039

随着信号频率和PCB布线密度的不断提高,PCB中的过孔结构对信号完整性的影响愈加凸显。过孔设计的合理性会极大地影响PCB上信号的传输质量。本文基于SIwave和Designer仿真软件,建立了用于差分过孔分析的PCB结构模型,针对不同的孔径、焊... 详细信息

随着信号频率和PCB布线密度的不断提高,PCB中的过孔结构对信号完整性的影响愈加凸显。过孔设计的合理性会极大地影响PCB上信号的传输质量。本文基于SIwave和Designer仿真软件,建立了用于差分过孔分析的PCB结构模型,针对不同的孔径、焊盘尺寸、反焊盘尺寸、过孔长度以及是否具有残桩、非功能焊盘的情况,分别提取了频域S参数,并仿真得到了相应的时域TDR波形,较为全面地分析了过孔结构参数对传输信号的影响,给出了PCB过孔设计的建议。通过实际PCB中差分线上过孔的分析,验证了过孔设计建议的合理性。

关键词：差分过孔高速PCB 信号完整性 S参数 TDR

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倾斜排列差分过孔间串扰抑制方案

北京信息科技大学学报（自然科学版） 2024年第1期39卷 7-13页

作者：张慧超王亚飞李学华北京信息科技大学信息与通信工程学院北京100101

针对高频下多层板上过孔间的串扰问题,提出了2种倾斜排列的差分过孔方案。所提方案在平行差分过孔排列方式的基础上将差分过孔偏移,通过倾斜排列来减小相邻差分信道间的耦合。在0.1~30 GHz的频域内对方案进行了仿真和分析。结果表明倾... 详细信息

针对高频下多层板上过孔间的串扰问题,提出了2种倾斜排列的差分过孔方案。所提方案在平行差分过孔排列方式的基础上将差分过孔偏移,通过倾斜排列来减小相邻差分信道间的耦合。在0.1~30 GHz的频域内对方案进行了仿真和分析。结果表明倾斜排列的差分过孔间串扰水平明显低于平行排列的差分过孔。相较于平行排列,在串扰抑制的最大点处,单对倾斜排列过孔的差分远端串扰和差分近端串扰分别降低了21.3 dB和6.9 dB,两对倾斜排列过孔差分远端串扰和差分近端串扰分别降低了10.5 dB和15.5 dB。

关键词：串扰差分过孔倾斜排列

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反焊盘设计及其对差分过孔高频特性影响分析

江汉大学学报（自然科学版） 2018年第5期46卷 389-394页

作者：罗会容何文浩江汉大学物理与信息工程学院湖北武汉430056 武汉中原电子集团有限公司湖北武汉430074

随着差分信号速率的不断提升,差分过孔对高速差分信号的信号完整性影响越来越不可忽视。针对差分过孔在高速PCB中低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,通过等效过孔模型进行反焊盘预估计算,并根据估算值对不同形状的差分过孔反焊盘进行... 详细信息

随着差分信号速率的不断提升,差分过孔对高速差分信号的信号完整性影响越来越不可忽视。针对差分过孔在高速PCB中低反射、高传输和阻抗稳定的设计要求,通过等效过孔模型进行反焊盘预估计算,并根据估算值对不同形状的差分过孔反焊盘进行了仿真和分析。采用HFSS软件对16层PCB中的差分过孔进行了三维建模和仿真,并利用Designer软件对模型进行了仿真和眼图分析。结果表明在一定的频率范围内,反焊盘面积越大,差分过孔高频特性越好。

关键词：信号完整性反焊盘差分过孔高频特性眼图

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高速PCB差分过孔研究

印制电路信息 2016年第A2期24卷 24-28页

作者：刘文敏程柳军王红飞李艳国广州兴森快捷电路科技有限公司广东广州510663 深圳市兴森快捷电路科技股份有限公司广东深圳518054

随着信号高频高速化发展，差分信号因其具有抑制共模噪声、提高噪声余量的显著优势而受到PCB设计者青睐。为提高PCB布线密度，设计者多会选用差分过孔来进行转层连接。差分过孔的存在会造成阻抗不连续、损耗增加等信号完整性问题。本文... 详细信息

随着信号高频高速化发展，差分信号因其具有抑制共模噪声、提高噪声余量的显著优势而受到PCB设计者青睐。为提高PCB布线密度，设计者多会选用差分过孔来进行转层连接。差分过孔的存在会造成阻抗不连续、损耗增加等信号完整性问题。本文通过试验研究了差分过孔孔径、焊盘尺寸、反焊盘尺寸、过孔间距、stub长度等因素对过孔阻抗及S参数的影响。试验表明：差分过孔孔径增大0．05mm，过孔阻抗降低约4Q，S21增加约0．09dbN25．4μm；焊盘单边宽增加25．4μm，过孔阻抗降低约2Q，S2，增加约0．04db@12．5GHz；反焊盘单边宽增加25．4μm（1mil），过孔阻抗增加约0．7Ω，S21降低约0．015db@12．5GHz；差分过孔间距增加0．5mm，过孔阻抗增加约6Ω，S21增加约0．2db@12．5GHz；stub长度每增加0．127mm，过孔阻抗降低约2Ω，S降增加约0．14db@12．5GHz。

关键词：差分过孔信号完整性阻抗不连续

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高速差分过孔的仿真分析

信息技术 2007年第5期31卷 99-101页

作者：张格子金丽花上海交通大学电子工程系上海200240

高速差分信号传输中也存在着信号完整性问题。差分过孔在频率很高的时候会明显地影响差分信号的完整性,现介绍差分过孔的等效RLC模型,在HFSS中建立了差分过孔仿真模型并分析了过孔尤其过孔长度对信号完整性的影响。

关键词：差分过孔信号完整性 S参数

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25Gb/s速率下差分过孔的仿真分析

25Gb/s速率下差分过孔的仿真分析

第十七届全国青年通信学术年会

作者：王曌伟曹跃胜李晋文胡军陈超国防科技大学计算机学院

本文针对未来25Gb/s传输速率下高速PCB设计中的过孔技术展开仿真分析。介绍了高速PCB设计中过孔对SI的影响,并对高速多层板过孔的特性进行了详细分析,采用HFSS软件对PCB上的过孔进行三维建模和频域仿真,着重分析了在高速PCB设计中不同... 详细信息

本文针对未来25Gb/s传输速率下高速PCB设计中的过孔技术展开仿真分析。介绍了高速PCB设计中过孔对SI的影响,并对高速多层板过孔的特性进行了详细分析,采用HFSS软件对PCB上的过孔进行三维建模和频域仿真,着重分析了在高速PCB设计中不同板材过孔及其参数对高频传输的性能。

关键词：过孔差分过孔 25Gb/s速率高速PCB 板材背钻

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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高密度FDR互连交换板的设计与实现

计算机工程 2016年第6期42卷 7-13页

作者：刘路曹跃胜多瑞华国防科学技术大学计算机学院长沙410073

针对高密度FDR互连交换板PCB设计在信号完整性方面的不足,从工程实现的角度对板材选取、叠层设计、布线规则、抗干扰措施等问题进行分析,给出完整的解决方案。对3种典型高速板材的阻性衰减和介质衰减进行量化分析,确定设计方案的板材及... 详细信息

针对高密度FDR互连交换板PCB设计在信号完整性方面的不足,从工程实现的角度对板材选取、叠层设计、布线规则、抗干扰措施等问题进行分析,给出完整的解决方案。对3种典型高速板材的阻性衰减和介质衰减进行量化分析,确定设计方案的板材及最大通道长度。根据BGA区域走线数量和间距要求,明确BGA区域间隔出线方式和叠层结构。通过理论分析和计算,确定差分线的线宽、线间距、差分过孔设置、差分过孔距离电源分割线最小距离等布线规则。考虑工程实施条件的限制,提出使用微带线布线、保留一侧残桩不背钻等折中处理措施。仿真实验结果表明,基于以上规则设计的FDR互连交换板已应用于包括"天河二号"在内的多款高性能计算机系统,有效解决了FDR高速PCB设计中遇到的各种信号完整性问题。

关键词： FDR互连高速板材高速信号叠层串扰残桩差分过孔