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高速PCB板过孔电磁模型优化研究

作　者: 杨操
导　师: 郭伟
学　校: 华中科技大学
专　业: 电磁场与微波技术
关键词: 高速PCB设计信号完整性过孔建模参数提取数值仿真
分类号: TN41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

高速电路设计必须考虑信号的完整性问题,传输路径的设计对系统的信号完整性有重要的影响。传输路径主要包括传输线和过孔,因此“传输线效应”和“过孔的分布参数效应”将是重点研究的两个问题。文中首先引入信号完整性理论,研究了过孔的各个设计参数以及对信号传输的影响机理;然后讨论了利用腔洞模型、同轴线模型建立过孔等效模型的方法,提取过孔的三维电磁模型参数应用于过孔之间的耦合值估计,并分析了该计算方法的合理性和精确性;最后引入四种过孔建模技术,重点研究了全波复散射参数模型和全波模型,分别利用高频结构仿真软件HFSS和微波工作室CST建立了过孔的全波分析复散射参数模型。本文通过对信号过孔和接地过孔的电磁仿真,得到了过孔结构参数对S参数的影响大小。在综合考虑各个参数的影响并进行参数优化的基础上,提出了信号过孔周围添加接地过孔的方法。该方法能有效减小信号的传输损耗。最后,制作了简易的微带线-过孔-微带线电路板对该方法进行了实物验证。本文重点介绍了应用于高速PCB上影响EMC和SI问题的过孔建模问题,包括理论分析,建模方法和实物测试等三个方面。测试结果表明,设计参数的优化和添加接地过孔能有效提高信号的完整性。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 概述  8-16
  1.1 研究目标及背景意义  8-11
  1.2 国内外研究情况  11-13
  1.3 研究方法  13-14
  1.4 本文主要内容和结构安排  14-16
2 PCB 的EMI 模型原理  16-23
  2.1 PCB 模型  16-17
  2.2 同轴线模型  17-20
  2.3 过孔模型理论  20-22
  2.4 本章总结  22-23
3 过孔模型的建立和分析  23-40
  3.1 信号过孔的建模分析  23-32
  3.2 接地过孔的建模分析  32-38
  3.3 本章总结  38-40
4 过孔模型的制版和测试  40-47
  4.1 PCB 实物模型  40-41
  4.2 测试方案  41-42
  4.3 测试结果  42-46
  4.4 结果分析  46
  4.5 本章总结  46-47
5 全文总结  47-48
致谢  48-49
参考文献  49-53
附表：中英文翻译对照缩略表  53

高速PCB板过孔电磁模型优化研究

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