[发明专利]一种用于过孔差分信号串扰分析的建模方法

说明书

本发明为一种用于过孔差分信号串扰分析的建模方法，其可满足过孔高速信号串扰分析要求，分析速度快，准确率高，可进一步确保过孔信号的完整性，其包括以下具体步骤：S1过孔的结构设计，将过孔布置于多层PCB板上，使用SerDes链路在过孔间传输高速差分信号，S2建立差分信号串扰分析模型，具体为使用耦合传输线进行SerDes链路建模，首先获取传递差分信号的两个过孔间的互感、互电容，再结合过孔各自的自感、分布式自电容建立耦合传输线模型，S3使用耦合传输线模型提取S参数。

技术领域

本发明涉及电子技术领域，尤其涉及一种用于过孔差分信号串扰分析的建模方法。

背景技术

在现代高速云计算系统设计中，随着服务器、存储器等内部主板、高速背板等板卡上信号传输速率不断提升，用于生产主板、高速背板的多层PCB板也随之成为了设计主流，过孔作为多层PCB板上用于实现层间走线的工具，其信号传输的完整性严重影响PCB板性能的发挥，在通过过孔实现高频信号传输的过程中，过孔的寄生现象已经不容忽视。传统的印刷电路板技术中只能通过使用更低损耗的材料和更好的钻孔技术来逐步降低过孔对信号完整性的影响效果。

但是，这样的方法只能对印刷电路板材料或加工设备等进行改进，而过孔信号传输的完整性还与各过孔间的信号串扰密切相关，只通过材料或加工设备上的改进已无法满足保证过孔信号进一步完整性的要求。为了更好的研究过孔对信号完整性的影响，研究人员已经在尝试分解过孔结构，从电路原理的角度认识它。目前，最常见的过孔是通孔，其结构一般包括PCB板1、设置于PCB板1上的桶状孔壁K-1(见图1)、焊盘K-2和反焊盘K-3(见图2)，过孔的2D等效电路图是一个简单的π型网络，焊盘K-2、反焊盘K-3可由并联电容代替，而桶状孔壁K-1等效为串联电感，其等效原理图如图3所示，桶状孔壁K-1的等效电感为L1，焊盘K-2、反焊盘K-3的等效电容分别为C1、C2。

在复杂的板卡系统中，常常使用SerDes链路在过孔间传输高速信号，两个过孔间的串扰信号为差分信号，传统的SerDes链路如图4所示，其包括并联的传输线阻抗R，传输线阻抗R两端分别为发射端TX、接收端RX，SerDes链路采用差分方式传输数据信号，目前，在使用2D仿真工具进行链路的S参数提取时，是将每个信号作为独立的个体进行S参数提取，得到的结果并不包括过孔间串扰的效果，即无法考虑过孔串扰(XTK)的影响，因此得到的S参数曲线并不理想，并且，随着传输信号的频率升高，得到的S参数与实际测试的曲线偏差也逐渐增大，因此使用现有2D仿真技术已无法满足对过孔高速信号串扰分析，以进一步保证过孔信号完整性的要求。

发明内容

针对现有技术中存在的使用现有2D仿真技术已无法满足对过孔高速信号串扰分析的要求，从而进一步保证过孔信号完整性的问题，本发明提供了一种用于过孔差分信号串扰分析的建模方法，其可满足过孔高速信号串扰分析要求，分析速度快，准确率高，可进一步确保过孔信号的完整性。

一种用于过孔差分信号串扰分析的建模方法，包括以下具体步骤：S1，过孔的结构设计，将过孔布置于多层PCB板上，使用SerDes链路在过孔间传输差分信号，即SerDes链路采用差分方式传输数据信号；

S2，建立差分信号串扰分析的模型，建模方法为使用耦合传输线对所述SerDes链路进行建模，获得的所述模型为耦合传输线模型，具体建模步骤包括：首先获取传递所述差分信号的两个过孔间的互感、互电容，再结合过孔各自的自感、分布式自电容建立耦合传输线模型；

S3，使用仿真工具对S2中搭建的所述耦合传输线的模型进行S参数提取，提取的所述S参数包括至少两个：回波损耗、插入损耗。

其进一步特征在于，

所述过孔为通孔，所述过孔包括焊盘和反焊盘；

在步骤S2中，在低频情况下分析两个过孔的所述差分信号之间的串扰情况，所述低频的频率范围为：0～20MHz；