基于SATA2.0的SerDes走线设计方法及验证

文章描述了一种与SATA2.0接口相连的SerDes总线走线设计方法并进行了仿真验证。模块设计了同一路SerDes高速信号不同时挂载BGA和插装式两路电子盘的走线方式,并通过提取链路S参数进行仿真验证了该种设计方法的可行性。     

参考平面转换对信号传输的影响及传输优化

在多层印刷电路板(PCB)设计时,经常需要信号通过过孔跨接到其他层走线,这种走线方式会导致返回路径不连续(RPD),引发信号完整性问题,文中应用电磁场全波仿真工具SIwave构建信号跨层走线模型,从电源分配网络(PDN)阻抗的角度分析了跨层走线对信号传输的影响,同时使用添加电容的方法优化信号传输路径,并对电容的选取及其位置的确定进行了研究,为PCB设计提供参考。     

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单端过孔研究

在高速数字电路设计中,过孔的寄生电容、电感的影响不能忽略,过孔在传输路径上表现为阻抗不连续的断点,会产生信号的反射、延时、衰减等信号完整性问题。文章采用矢量网络分析仪研究了过孔长度、过孔孔径、焊盘/反焊盘直径对过孔阻抗的影响。通过在信号孔旁增加接地孔,为过孔电流提供回路方法,提高过孔阻抗的连续性,并有效降低过孔损耗。此外,文章还探讨了过孔多余短柱对过孔阻抗及损耗的影响。本研究可为高速数字电路过孔设计和优化提供依据。     

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。     

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。     

Equivalent Mixed-mode Characteristic Impedances for Differential Signal Vias

用等效多导体耦合传输线方法研究了多层PCB中差分信号过孔结构。这样,通过像混合模特性阻抗和传播常数这样的简单传输线概念就可以衡量在信号路径中差分信号过孔结构的特性。     

敷铜PCB走线与过孔的电流承载能力

使用FR4敷铜板PCBA上各个器件之间的电气连接是通过其各层敷着的铜箔走线和过孔来实现的。由于不同产品、不同模块电流大小不同,为实现各个功能,设计人员需要知道所设计的走线和过孔能否承载相应的电流,以实现产品的功能,防止过流时产品烧毁。文中介绍设计和测试FR4敷铜板上走线和过孔的电流承载能力的方案和测试结果,其测试结果可以为设计人员在今后的设计中提供一定的借鉴,使PCB设计更合理、更符合电流要求。     

相邻层走线的阻抗设计

阻抗设计是高速PCB设计的一个重要组成部分。文章在简要介绍了传输线的阻抗计算原理的基础上,针对相邻层都有走线的情况,通过阻抗计算软件得出了叠层设计对阻抗影响的趋势规律。并在此基础上,设计了阻抗测试板,针对阻抗测试结果得出了相邻层的走线要符合阻抗匹配的设计规则。依据这些结论,就能够保证相邻层的走线阻抗符合设计值,因此对相邻层走线的阻抗设计有很好的指导性。     

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。     

背钻Stub对高速信号完整性影响的实验研究

利用内层导电两次背钻工艺对同一设计的36层高速PCB的差分过孔背钻后预留不同长度的Stub,然后基于频域法 并借助矢量网络分析仪对上述差分过孔及其所在90Ω的差分阻抗线的信号完整性进行了研究。结果表明,内层导电两次背钻工艺可以大幅减小Stub长度,从而提升高速信号在PCB中传输完整性,当Stub长度从60mil降至6mil时,对应的过孔因容性突变效应减弱,阻抗由69.2Ω上升至94.8Ω,过孔阻抗一致性提升使得PCB的回波损耗及插入损耗均呈现出降低趋势,当Stub长度为6mil时?PCB的回波损耗在较宽的信号频率范围内均小于-15ｄＢ,表现出良好的信号完整性。     

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.     

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.     

基于DSP的收发器加速背板通信

随着背板速率的不断提升，现有跨背板的板问通信芯片(称为SerDes)技术已达到传输距离和信号完整性的设计极限，同为5Gbps收发器，基于纯模拟技术设计的SerDes产品已接近性能极限，为了满足提升速率的要求，只能牺牲传输距离；硅谷数模半导体公司则在SerDes构架设计方面独辟稀径，创造性地把数字信号处理技术应用到高速信号设计领域，它推出的D-PHY5G     

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%。     

高速可插拔光互连模块中信号的完整性设计

给出了一款双向4路并行14Gb/s光收发器的物理设计。分析了链路上的信号完整性设计,考虑了各个物理结构中不连续点,如差分过孔、AC耦合电容、金丝绑线、可插拔I/O接口,对传输特性的影响。从理论上分析了S参数谐振现象,找出导致谐振的原因,给出了用于分析此类问题的理论公式。通过对多种不连续结构进行电磁仿真和结果对比,提出具体的性能改进方案。通过整个链路的阻抗控制,插入损耗在10~15GHz内提高了1dB,S参数的谐振得到明显改善。最后,从时域的TDR和眼图测试角度对优化结构进行了验证。     

PCB布线中的过孔和电容效应分析和结构优化

在多层PCB布线中,过孔和电容是常见的不连续结构。信号线在不同平面间转换传输路径时,过孔与回流层之间的寄生电容与寄生电感将引起信号完整性的相关问题;而常用的传输线上的AC耦合电容等,引入了阻抗突变的结构,由此带来了反射等相关问题。通过对多层PCB上的过孔进行建模仿真,研究不同变量对过孔性能的影响趋势,以协助信号完整性问题的分析;通过对电容阻抗突变处进行不同形式的补偿,仿真和测试结果相验证,得到提高信号传输质量的解决方案。     

基于工业互联网和5G前传的25G工业级高速光模块链路仿真分析

文章介绍了高速光模块射频链路设计的几个关键技术,通过建模仿真分析了高速走线不同的屏蔽处理方式对于电磁串扰的影响,分析了不同的叠层及焊盘处理方式对于阻抗的影响,以及带来的不同的射频性能表现;提出了实际设计过程中几个需要注意的关键点。