周子琛,申振宁,2,王 伟

(1.武警工程大学电子技术系,西安710086;2.西安电子科技大学 宽禁带教育部重点实验室,西安 710071)

1 引 言

随着数字计算和无线通信的发展,高速互连系统中信息传输速率已超过每秒吉比特,信号的有效频谱已接近10 GHz。如何快速准确分析因导体损耗、阻抗匹配、电流返回路径不连续等原因所导致的信号完整性(Signal Integrity,SI)问题和电磁兼容性(Electromagnetic Compatibility,EMC)问题已成为电子电路计算机辅助设计的热点[1]。电子产品的小型化、低成本和低功耗使得电路板或封装上的布线越来越密集,信号线在实际多层印刷电路板(Multilayer Printed Circuit Boards,PCB)中不可避免地会使用过孔进行信号层的转换以实现系统互连。文献[2]中,作者将信号路径分解为传输线模型和 Π型等效电路的过孔模型,其中Π型等效电路中的参数使用静态场求解器计算,并未考虑过孔的波动效应,因此该方法仅适合于较低频段。而信号传输质量由电流传输路径和电流返回路径共同决定,尽管过孔物理尺寸很小,但其电流返回路径为电源/地平面对(Power Ground Pair,PG)所组成的谐振腔结构,因此仿真过孔对信号完整性的影响必须考虑过孔处PG结构的特性。文献[3-5]使用全波仿真方法,分析了过孔处PG结构特性对信号传输质量的影响,但该方法很难与SPICE等电路仿真软件协同工作以求解整个系统性能。文献[6-8]中将过孔等效为三端口网络,高速信号在过孔处通过电容与PG结构耦合,为了求解高速信号传输特性,需使用静态场求解器或者解析方法计算过孔与PG结构之间的电容。……