[發明專利]一種PCB差分過孔排布優化方法

有效

• 申請號: 202110032496.0
• 申請日: 2021-01-11
• 公開（公告）號: CN112788832B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 張木水;劉光福
• 申請（專利權）人: 中山大學
• 主分類號: H05K1/02
• 分類號: H05K1/02
• 代理公司: 深圳市創富知識產權代理有限公司 44367
• 代理人: 高冰

本發明公開了一種PCB差分過孔排布優化方法，包括：預設置差分過孔半徑，差分過孔間距和反焊盤半徑并進行物理建模，得到三角形過孔排布模型；基于三角形過孔排布模型，按照預設規則構建第一對差分過孔、第二對差分過孔、第三對差分過孔和第四對差分過孔；以第一對差分過孔、第二對差分過孔、第三對差分過孔和第四對差分過孔構成棱形結構并將棱形結構進行擴展，得到完整的差分過孔排布結構。本發明有效抑制差分串擾，提高信號的完整性，還可以顯著地提高差分過孔排布模型的信地比。本發明作為一種PCB差分過孔排布優化方法，可廣泛應用于PCB差分過孔排布設計領域。

技術領域

本發明屬于PCB差分過孔排布設計領域，尤其涉及一種PCB差分過孔排布優化方法。

背景技術

隨著電子技術的飛速發展，串擾已成為高速電子設計中必須面對的關鍵問題之一。我們知道線性無源系統滿足疊加定理。如果在受害線上有信號傳輸，則噪聲會疊加在受害線上的信號上，從而導致信號失真和信號完整性問題。與單端信令相比，差分信令具有較強的抗干擾能力，較高的信噪比，較低的輻射和較大的帶寬容量。為了實現高速應用并減少噪聲，差分信令已成為數據傳輸的首選方法。

對于高速數字電路中PCB差分過孔排布，差分對過孔傳輸的信號完整性往往受到相鄰信號網絡串擾的影響，破壞信號的完整性。目前，對于PCB差分過孔的分析和研究集中在差分對中差分串擾的抑制方面，而針對如何抑制差分串擾且提高信地比的研究有所欠缺。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明的目的是提供一種PCB差分過孔排布優化方法，有效抑制差分串擾，提高信號的完整性，還可以顯著地提高差分過孔排布模型的信地比。

本發明所采用的技術方案是：一種PCB差分過孔排布優化方法，包括以下步驟：

預設置差分過孔半徑，差分過孔間距和反焊盤半徑并進行物理建模，得到三角形過孔排布模型；

基于三角形過孔排布模型，按照預設規則構建第一對差分過孔、第二對差分過孔、第三對差分過孔和第四對差分過孔；

以第一對差分過孔、第二對差分過孔、第三對差分過孔和第四對差分過孔構成棱形結構并將棱形結構進行擴展，得到完整的差分過孔排布模型。

進一步，所述預設置差分過孔半徑，差分過孔間距和反焊盤半徑并進行物理建模，得到三角形過孔排布模型這一步驟，其具體包括：

基于Q2D仿真工具建立差分過孔的二維模型，先設置差分過孔半徑，將差分過孔的特性阻抗設置為100歐姆并通過參數遍歷的方法找到模型的參數，確定差分過孔間距；

根據差分過孔半徑和差分過孔間距構建差分過孔的疊層二維模型，并獲得貼近100歐姆特性阻抗下的反焊盤半徑；

根據差分過孔半徑、差分過孔間距和反焊盤半徑進行物理建模，得到三角形過孔排布模型。

進一步，所述反焊盤包括兩個圓形反焊盤和一個矩形反焊盤。

進一步，所述模型的參數包括地過孔數量、介質材料、介質材料對應的介電常數和正切損耗角。

進一步，所述地過孔的數量為8個，所述介質材料為Megtron7，Megtron7對應的介電常數為3.3，所述正切損耗角為0.02。

進一步，所述基于三角形過孔排布模型，按照預設規則構建第一對差分過孔、第二對差分過孔、第三對差分過孔和第四對差分過孔這一步驟，其具體包括：

基于三角形過孔排布模型，在三角形過孔排布的基礎上，水平方向放置第一對差分過孔；

在第一對差分過孔的正上方斜向60°放置第二對差分過孔；

在第二對差分過孔向右平移兩個過孔間距得到第三對差分過孔；