帶有過(guò)孔的多導(dǎo)PCB的建模及其信號(hào)完整性分析.pdf

1、現(xiàn)代高速數(shù)字系統(tǒng)常常需要成千上萬(wàn)的片外互連元件，而且往往工作在很高的頻率。在設(shè)計(jì)電路系統(tǒng)時(shí)，以前在低頻時(shí)所能忽略的寄生現(xiàn)象，到高頻時(shí)會(huì)對(duì)信號(hào)的質(zhì)量產(chǎn)生決定性的影響。過(guò)孔是常見(jiàn)的片外互連元件，被廣泛應(yīng)用于連接位于不同層之間的信號(hào)線(xiàn)以及連接電源平面與地平面之間的設(shè)備。過(guò)孔作為不連續(xù)處，在高頻時(shí)會(huì)引起一系列的信號(hào)完整性問(wèn)題，因此準(zhǔn)確有效地對(duì)過(guò)孔進(jìn)行建模分析對(duì)于設(shè)計(jì)高速數(shù)字電路來(lái)說(shuō)非常重要。
　　內(nèi)在電路模型將過(guò)孔分成過(guò)孔域和平板域兩部分

2、。本文在原有的內(nèi)在電路模型的基礎(chǔ)上，提出新的二端口網(wǎng)絡(luò)模型來(lái)分析過(guò)孔的過(guò)孔域的問(wèn)題，并將原有的解決分析平板域的邊界積分方法進(jìn)行改進(jìn)，使得平板域的建模在高頻時(shí)更加準(zhǔn)確。最后結(jié)合模式分解的方法，對(duì)完整的帶有信號(hào)線(xiàn)的多層PCB結(jié)構(gòu)進(jìn)行建模。
　　本文將原有的內(nèi)在電路模型的LC電路結(jié)構(gòu)進(jìn)行簡(jiǎn)化。利用場(chǎng)的分析方法，首先計(jì)算出過(guò)孔周?chē)妶?chǎng)磁場(chǎng)的分布，然后根據(jù)電場(chǎng)磁場(chǎng)的相互作用，定義分布在過(guò)孔周?chē)碾妷弘娏?，進(jìn)而計(jì)算出整個(gè)過(guò)孔域的等效阻抗矩陣。

3、與傳統(tǒng)的內(nèi)在電路模型不同的是，本文提出的黑箱子二端口網(wǎng)絡(luò)模型不需要知道等效電路的具體結(jié)構(gòu)，利用網(wǎng)絡(luò)的方法來(lái)算出過(guò)孔域的等效阻抗矩陣。本文提出的二端口網(wǎng)絡(luò)模型相較于內(nèi)在電路模型，在過(guò)孔數(shù)目很多的情況下，可以在保持準(zhǔn)確度的基礎(chǔ)上，大大減小計(jì)算量。
　　在處理平板域問(wèn)題時(shí)，傳統(tǒng)的邊界積分方法只考慮了主模式TMz00的作用。認(rèn)為過(guò)孔的作用可以集中在過(guò)孔中心，在低頻時(shí)此模型較為準(zhǔn)確。但是在過(guò)孔—信號(hào)線(xiàn)連接處或者結(jié)構(gòu)工作在超高頻時(shí)，過(guò)孔是電小