使用通孔根协助同轴连接器的PCB信号发射设计

1、使用通孔根协助同轴连接器的pcb信号发射设计在从事信号完整性/工程师的工作当中，碰到过的许多客户曾提出要求，在用于同轴测试的印刷板 () 信号放射的设计方面需要帮助。客户普通将这类衔接器用于印刷电路板，从而测试其他产品，例如背板或 i/o 衔接器等等。他们希翼将测试衔接器和印刷电路板信号放射的带宽提高到最大程度，从而尽可能清晰的了解所需被测设备 (dut)。鉴于这一目标，我需要提问一些问题，以便了解客户到底想要做些什么。这些问题包括：1. 印刷电路板的材料是什么？2. 印刷电路板的堆叠方式是什么？3. 传输线的结构是什么？4. 信号路由所在的层有哪些？5. 对于内层上的信号，信号通孔采纳反钻还

2、是盲孔？6. 假如反钻信号通孔，那么通孔根的最大可能长度是多少？7. 测试衔接器与信号放射的所需性能如何（普通指回波损耗或 vswr）？在印刷电路板的设计领域，我个人频繁的普通有三种通孔：经由通孔、反钻通孔和盲孔。示例如下。本文的目的在于提供一种相对容易的方式来为反钻通孔建模，并且为无法用法或者不会用法电气建模工具的人员提出一些简要的阅历法则。因此，我将回答前面列表中的最后三个问题。对于问题 7，对于“良好”的信号放射，本人将其定义为在最大测试频率下回波损耗不高于 20db 的衔接器/信号放射。此外，将信号放射的带宽定义为回波损耗超出 20db 时的最大频率。3 层上路由信号的反钻通孔2 层上

3、路由信号的盲孔镀层经由通孔（以移除全部无功能的衔接垫）模型首先介绍衔接器的信号放射的基本传输线路图。该衔接器称为同轴线。为了简化该模型以便可以特地讨论通孔根，我们假设走线和负载处于抱负条件，而同轴线和通孔则作为抱负的传输线。换句话说，这些因素都不存在损耗，具有相同的特性阻抗。z同轴 = z通孔 = z走线 = z根 = z负载 = z0尽人皆知，这些假设其实并不现实。比如说，走线在退出通孔时没有参考平面，并且我们会忽视衔接垫的任何杂散。然而，这些假设可以使我们清晰的了解通孔或者通孔根这一开路的影响。现在我们了解通孔根和抱负负载在并联组合后所产生的输入阻抗。现在我们将单独检查开路通孔根。该通孔根

4、的输入阻抗为：其中l = 根长度此表达式可简化为：在余切的参量中，需要替换掉这样可以获得所需形式的开路通孔根的输入阻抗。该输入阻抗与抱负负载并联。并联组合的输入阻抗为：可以简化为：将分母消根并简化后，最后获得的输入阻抗为该等式在表格中可以便利的实现。本人已经在 ansys? hfss? 中采纳各种路由方式、印刷电路板材料和通孔根长度来运行 sma (73251-3480)、2.92 毫米 (73252-0090) 和 2.40 毫米 (73387-0020) 压缩安装测试衔接器。阅历法则：按照汇编的数据，考虑到采纳的开路通孔根，衔接器和放射信号的最大带宽的估量值，对于 50 欧姆系统为阻抗幅值

5、（幅值 (z) 列）超过 48 欧姆下的频率。（对于 75 欧姆系统为超过 72 欧姆下）在下页的表中，电子表格中的 48 欧姆列提供了电子表格幅值 (z) 列约为 48 欧姆下以 ghz 计的频率。rl 20db 模型一列提供了 hfss? 模型回波损耗超过 20db 下以 ghz 计的频率。（参见本文末尾的图表。）每个模型中都包含一个衔接器和采纳 5 毫米带状线走线的印刷电路板。2.4 毫米衔接器的全部带宽估量值（电子表格中的 48 欧姆）都处于模型回波损耗 20db 下实际频率的 30% 范围内。48ghz 下超出最短根长度限值，临近 2.40 毫米接口自身的额定带宽。红色 = 幅值（百分误差）大于 30；蓝色 = 幅值（百分误差）小于 30对于 2.92 毫米衔接器来说，0.15 毫米通孔根的限值也是 48ghz，超出 2.92 毫米接口的额定带宽。换句话说，在该模型中开路通孔根不构成限制因素。此次特定的 sma 信号放射对于采纳盲孔的设计是首次尝试，终于将升至 20 ghz。为了此次调查讨论目的，在模型中添加了通孔根。阅历法则再次偏离了较短的通孔根，由于除了这些长度的通孔根外，还存在其他问题限制着放射带宽。通孔根讨论：sma通孔根讨论：2.92 毫米通孔根讨论：2.4 毫米结论1.在应当使系统带宽达到最大的状况下，不得忽