过孔阻抗控制及其对信号完整性的影响

传输线的连续性问题是高速数字电路设计的重点,尤其是高速多层PCB中的过孔结构。随频率的增加和上升时间的缩短,过孔阻抗不连续、寄生电容和电感会引起信号反射和衰减,并导致信号完整性问题。本研究采用矢量网络分析仪研究了单端微带线上过孔孔径、焊盘、反焊盘大小对阻抗连续性的影响,并通过为过孔信号提供返回路径,提高了过孔阻抗连续性与信号完整性。     

高速信号过孔对信号影响因素研究

影响信号完整性的因素有很多,其中过孔结构对信号影响越来越明显,如何进行有效的过孔设计从而使过孔阻抗与激励源阻抗配从而达到信号完整性已经成为当今PCB设计业界中的一个热门课题。文章通过Ansys公司的HFSS仿真软件,利用仿真方法分析不同信号过孔结构对高速信号的影响,并对过孔残桩长度（stub）,反焊盘,焊盘的不同大小对信号差损影响程度做了进一步研究。     

FC-CBGA封装中高速差分信号过孔的设计与优化

对FC-CBGA封装中高速差分信号过孔的设计与优化问题进行研究,分析了采用堆叠孔、增加地回流孔和增大过孔反焊盘尺寸这三种优化方法对减小电容和电感不连续性,以提高过孔电性能的具体影响.时频域仿真验证了所述优化方法能够有效降低高速差分信号插入损耗及回波损耗,提高信号过孔阻抗,改善高速差分信号传输性能.     

差分过孔焊环及反焊环对高速信号完整性影响的实验研究

借助矢量网络分析仪研究了高速印制电路板信号层差分阻抗过孔焊环与相邻层反焊环尺寸对差分过孔阻抗、高速信号插入损耗及回波损耗的影响情况。结果表明,当焊环尺寸从2mil逐渐增大至 12mil时,过孔阻抗从84Ω 逐渐减小至75.8Ω,差分链路上的回波损耗及插入损耗则随阻抗匹配度减小而劣化,当相邻层反焊环尺寸从 8mil逐渐增大至20mil时, 过孔阻抗从79Ω逐渐增大至 84.6Ω,差分链路上的回波损耗及插入损耗则随阻抗匹配度增加而减小。     

高速PCB过孔设计研究进展

传输线连续性问题已成为当今高速数字电路设计的重点,尤其是多层PCB中大量使用的过孔结构。随频率的增加和上升时间的缩短,过孔阻抗不连续以及寄生电容、电感会引起信号反射和衰减,并进一步导致信号完整性（SI）问题。综述了高速电路中单端和差分过孔的孔径、孔长度等设计参数对阻抗连续性和S参数的影响,并介绍了三种提高过孔信号传输质量的方法,包括避免多余短柱、非穿导技术以及为过孔信号提供返回路径。本文能够为高速数字电路设计者进行过孔信号完整性判定提供参考。     

过孔结构对电源分配系统性能的影响研究

针对某基于FPGA的高速高密度控制板,研究了过孔结构对电源纹波的影响。分析过孔内径、焊盘和反焊盘对目标阻抗的影响,仿真计算电源分配系统中不同过孔结构下的电源纹波,实现控制板电源完整性优化,给出最佳的过孔结构设计方案。研究结果表明:过孔结构的不同将引起电源分配系统性能的变化,在走线安全距离的范围内,孔内径和焊盘直径越大,电源纹波越小,电源纹波从–10.0%~2.4%优化为–8.85%~1.14%。     

盲埋孔对高速PCB板信号特性的影响简

在高速数字电路中,随着系统工作频率的提高和数字信号上升沿的变陡,多层印制电路板中的盲埋孔带来的阻抗不连续性会引起信号的反射,严重影响到系统的信号特性。因此,盲埋孔的设计正逐渐成为制约高速PCB设计的关键因素之一。本文运用全波电磁仿真软件HFSS,对多层PCB板盲埋孔结构建模仿真,将盲埋孔与导通孔进行比较,分析盲埋孔孔径、焊盘、反焊盘几种关键参数对信号特性的影响。     

过孔残根对信号完整性的影响

印制板上信号传输的高速化要求高效与低损耗,传输速率和频率的提高进一步加大了信号的损耗.内层带状线加通孔过孔的设计是最常见的一种信号传输模式.本文主要研究高速产品设计时内层信号线过孔时对阻抗以及损耗的相关影响.为高速信号在过孔传输中提高阻抗匹配度,降低损耗提供一些可行性建议.     

差分过孔的结构分析与优化

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。     

高速PCB的过孔设计

在高速设计中，过孔设计是一个重要因素，它由孔，孔周围的焊盘区和POWER层隔离区组成，通常分为盲孔，埋孔和通孔三类，在PCB设计过程中通过对过孔的寄生电容和寄生电感分析，总结出高速PCB过孔设计中的一些注意事项。     

高速PCB中的过孔设计研究

传输线的不连续问题已成为当今高速数字设计研究的重点,尤其是高速多层板中的过孔结构。随着频率的增长和信号上升沿的变陡,过孔带来的阻抗不连续会引起信号的反射,严重影响系统的性能和信号完整性。文章运用全波电磁仿真软件HFSS,对多种过孔结构进行了全面的研究。通过建立三维物理模型,分析了过孔直径、过孔长度和多余的过孔短柱几种关键设计参数对高速电路的信号完整性的影响。     

光模块中刚柔线路板电连接宽带阻抗匹配研究

文章分别对光收发组件中50 Ω柔性线路板和50 Ω刚性线路板,以及25Ω柔性线路板和50Ω刚性线路板间的电互连阻抗匹配进行了设计、仿真与实验验证.对于50 Ω_50 Ω刚柔板的高频连接,通过对其返回路径的通孔位置优化设计,使反射损耗Su在高频段降低约11％,插入损耗S21减小190％;对于25 Ω_50 Ω刚柔板的高频连接,提出新的优化方式:在硬板信号线的金手指上做通孔设计,并提取该结构的寄生参数,构建电路模型.该结构大幅提高了连接处容性阻抗,降低了阻抗失配,使得S11在高频段降低约38.2％,S21减小约34％.提出的柔性线路板与刚性线路板的电互连方式,能实现传输线间的阻抗匹配,减小信号反射和插入损耗,提高光模块传输质量,对于光器件的接入具有较大应用价值.     

Development of a Broadband Coplanar Waveguide-to-Microstrip Transition With Vias

A transition from coplanar waveguide (CPW)-to- microstrip with vias is often used in wafer-probe measurements. This paper shows how field and impedance matching are used to develop a wideband transition. This paper demonstrates how the presence and placement of the vias affect the bandwidth and alters the impedance of the transition. The measured results on a transition show that a wideband transition with return loss better than 10 dB and an insertion loss less than 1.5 dB up to 36.64 GHz is obtained. The measurements show excellent agreement with simulation. The work presented in this paper provides a better understanding about a CPW-to-microstrip transition with vias as well as design procedures and principles that can be utilized to facilitate the realization of a broadband CPW-to-microstrip transition with vias.      

多层PCB 电源地平面返回路径阻抗的边界元分析

研究了多层印制电路板(PCB)中含有一个信号过孔的电源/地平面返回路径阻抗的频域特性,并分析采用添加短路过孔的方法减小多层PCB的输入阻抗.电源/地平面形成了径向传输线结构,反焊盘处的输入阻抗即为信号电流在电源/地平面间的返回路径阻抗.在电源/地平面外部边界施加PMC(完全导磁体)边界条件,在反焊盘处施加电流激励源,短路过孔轴向电场为零,采用高效的二维边界元法求解.计算了10GHz内电源/地平面返回路径的输入阻抗.结果表明:在两特性相同的平面之间添加短路孔可以降低输入阻抗,同时,电源、地平面的输入阻抗随频率变化交替呈现容性或感性,在反谐振频率处输入阻抗值可达几百欧姆,此外,在频率较低时输入阻抗可用静态电容或静态电感表示.采用基于全波分析的有限元软件验证了计算结果和计算方法的正确性.