高速电路PCB过孔优化的仿真

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1、第26卷第1期五邑大学学报（自然科学版）Vol.26No.12012年2月JOURNALOFWUYIUNIVERSITY（NaturalScienceEdition）Feb.2012文章编号：1006-7302（2012）01-0053-05①高速电路PCB过孔优化的仿真1122曹小华，甘俊英，李德锋，张建明（1.五邑大学信息工程学院，广东江门529020；2.江门奥威斯电子有限公司，广东江门529000）摘要：针对高速背板的过孔Stub效应设计了几种优化方法：对单过孔，采用高速布线中换层尽量远或采用背钻工艺以减少Stub效应对信号的影响；对差分过孔，在差分过孔旁

2、边打一对地过孔和对差分残段进行背钻处理以减少Stub效应对信号的影响.利用HFSS建立三维模型以验证方法的有效性，仿真结果表明，本文方法消除了过孔Stub效应、改善了信道的信号质量.关键词：印制电路板；过孔；短柱效应中图分类号：TP303文献标志码：AVia-holeOptimalSimulationofHighSpeedCircuitPCBs1122CAOXiao-hua,GANJun-ying,LIDe-feng,ZHANGJian-ming(1.SchoolofInformationEngineering,WuyiUniversity,Jiangmen529

3、020,China;2.JiangmenAudioVisioElectronicsCO.LTD.,Jiangmen529000,China)Abstract:SeveraloptimizationmethodsarestudiedforhighspeedbackboardStubeffect.Forsinglevia-holes,highspeedrouteorbackdrilltechnologyisutilizedtoreducethevia-holestubeffectonsignals.Fordifferencevia-holes,apairofterra

4、via-holesbesidedifferencevia-holesandbackdrillprocessfordifferencestubisusedtoreducethevia-holestubeffectonsignals.Inthispaper,athree-dimensionalmodelisbuiltbywayofHFSStovalidatetheeffectiveness.Experimentalresultsdemonstratethatvia-holestubeffectiseliminatedandthequalityofsignalisimp

5、roved.Keywords:PCB;Via-holes;Stubeffect现代高速数字电路板采用多层PCB板，要将高速信号从某层互连线传输到另一层上的互连线，[1-3]需要用过孔来连接.信号频率低于2GHz时，过孔对连接不同层PCB板的互连线来说，提供了一个良好的桥梁，其寄生参数的影响可以忽略；但是当频率高于2GHz时，过孔的寄生电容和电感的影响就不能忽略，尤其是对宽频带的高速信号，其寄生效应更为复杂，此时过孔相当于信号在传输[4-6]路径上不连续，将导致信号的反射、衰减等问题；因此，在高速PCB电路板的设计中过孔已经成收稿日期：2011-06-29基金项目：

6、国家自然科学基金资助项目（No.61072127，No.61070167）；广东省自然科学基金资助项目（10152902001000002，07010869）；广东省高等学校高层次人才项目（粤教师函〔2010〕79号）作者简介：曹小华（1984—），男，江西赣州人，在读硕士生，研究方向为信号完整性处理；甘俊英，教授，博士，硕士生导师，研究方向为图像信息处理、人机互动、图像识别等.54五邑大学学报（自然科学版）2012年为影响信号传输质量的重要因素.本文对单过孔、差分过孔进行了研究，设计了减少过孔Stub效应的优化技术，并用HFSS建立过孔的三维模型验证方法的有效性

7、.1单过孔优化的仿真分析研究一块18层PCB测试板4种不同类型18层测试板叠层情况HFSS建模每层厚度/mm的过孔Stub效应带来的信号完整性问题.如0.0230.0550.097图1所示的测试板，L1、L3、L5、L7、L12、0.0320.1290.0310.115L14、L16和L18层均为信号层，其余层均为0.0330.1280.031地平面.这样叠层的好处就是使每个信号层0.1180.0320.130都有各自的参考平面，以利于信号高频分量的0.0320.1210.032回流；另外，也可以屏蔽不同走线层间信号的0.0790.0310.1500.035相互干

8、扰和来自外