本發(fā)明涉及一種新型匹配端接阻抗的設(shè)計(jì)方法，屬于服務(wù)器印刷電路板設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
線卡和底板中的通孔支線(短截線)固有阻抗不匹配問題對于要獲得更高傳輸帶寬來說是一個(gè)很大的阻礙。通過對高層數(shù)pcb短的和長的通孔支線的研究。數(shù)據(jù)分析表明：長支線會產(chǎn)生更大的反射損失和s21特性的侵蝕。短支線會產(chǎn)生預(yù)期外的相位變化，并且還會帶來更大的諧波侵蝕脈沖波形和閉合眼圖。針對這種情況，可以通過使用順序?qū)訅汉捅炽@方法可以使這些阻礙得到解決，但會導(dǎo)致更高的產(chǎn)品成本。對于線卡，更密集通孔和隔離盤尺寸使背鉆困難異常且難以操作。
為克服上述技術(shù)問題，本發(fā)明提出了一種新型匹配端接阻抗的設(shè)計(jì)方法。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對上述技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種新型匹配端接阻抗的設(shè)計(jì)方法，其能夠降低信號之間的反射，保證整個(gè)系統(tǒng)的信號完整性。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題采取的技術(shù)方案是：一種新型匹配端接阻抗的設(shè)計(jì)方法，其特征是，通過在pcb板中設(shè)置埋入式端接電阻來去除接地層反射并降低串?dāng)_和額外的損失。
進(jìn)一步地，所述的方法包括以下具體步驟：
步驟s1，通過對常見通孔的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析，得出常見通孔設(shè)計(jì)時(shí)所遇到的信號完整性的問題；
步驟s2，分析常見通孔設(shè)計(jì)的信號完整性問題產(chǎn)生的主要原因；
步驟s3，via-mts設(shè)計(jì)加入端接電阻；
步驟s4，選擇合適的匹配阻抗；
步驟s5，繪制電阻外部設(shè)計(jì)圖；
步驟s6，將端接電阻采用埋入式設(shè)置在pcb板中。
進(jìn)一步地，在步驟s1中，常見通孔的設(shè)計(jì)案例中孔道由上部帶狀線發(fā)射點(diǎn)，信號孔，參考孔，底部帶狀線的接收部分和包圍整個(gè)通孔結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層組成，但通孔設(shè)計(jì)中上下兩端都含有對信號完整性產(chǎn)生影響的過孔stub。
進(jìn)一步地，在步驟s2中，在連接器區(qū)域和進(jìn)行探針測試情況下，忽略上部帶狀線后電磁波將通過上部過孔焊盤發(fā)出，此時(shí)入射電磁波沿著孔道從頂部向底部傳輸，然后在下方與帶狀線相交，并分成兩部分：有用的入射電磁波進(jìn)入帶狀線接收點(diǎn)；無用入射電磁波到達(dá)通孔支線后在孔道內(nèi)部反射多次；無用入射電磁波的反射信號的一些部分將被疊加到有用入射電磁波中。
進(jìn)一步地，在步驟s3中，在信號和參考孔之間的傳輸/發(fā)射帶狀線之上設(shè)置了一個(gè)電阻，用以吸收從上部傳來的無用入射電磁波。
進(jìn)一步地，所述電阻采用不依賴頻率的mts-via電阻性元件或者采用有頻率依賴的mts-via電阻性元件。
進(jìn)一步地，在步驟s4中，根據(jù)簡易的阻抗匹配公式進(jìn)行選擇合適的匹配阻抗。
本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明通過埋入端接電阻大大降低了信號之間的反射，從而保證了整個(gè)系統(tǒng)的信號完整性，更好的進(jìn)行了信號之間的高速傳輸，增強(qiáng)了服務(wù)器系統(tǒng)信號傳輸?shù)目煽啃浴?/p>
本發(fā)明采用via-mts設(shè)計(jì)方法既能夠保證成本，又可以增強(qiáng)信號的完整性，未來工作的目標(biāo)是優(yōu)化及改善上面提到的性能。
附圖說明
下面結(jié)合說明書附圖對本發(fā)明進(jìn)行說明。
圖1為本發(fā)明的方法流程圖。
具體實(shí)施方式
為能清楚說明本方案的技術(shù)特點(diǎn)，下面通過具體實(shí)施方式，并結(jié)合其附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)闡述。下文的公開提供了許多不同的實(shí)施例或例子用來實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的不同結(jié)構(gòu)。為了簡化本發(fā)明的公開，下文中對特定例子的部件和設(shè)置進(jìn)行描述。此外，本發(fā)明可以在不同例子中重復(fù)參考數(shù)字和/或字母。這種重復(fù)是為了簡化和清楚的目的，其本身不指示所討論各種實(shí)施例和/或設(shè)置之間的關(guān)系。應(yīng)當(dāng)注意，在附圖中所圖示的部件不一定按比例繪制。本發(fā)明省略了對公知組件和處理技術(shù)及工藝的描述以避免不必要地限制本發(fā)明。
就高成本的根部背鉆方面來說，匹配端接通孔支線的mtsviatm技術(shù)可作為一種替代方法，并可應(yīng)用到線卡和底板之上。本發(fā)明通過制作埋入式端接電阻來去除接地層反射并降低串?dāng)_和額外的損失。
如圖1所示，本發(fā)明的一種新型匹配端接阻抗的設(shè)計(jì)方法包括以下具體步驟：
步驟s1，通過對常見通孔的設(shè)計(jì)案例進(jìn)行分析，得出常見通孔設(shè)計(jì)時(shí)所遇到的信號完整性的問題；常見通孔的設(shè)計(jì)案例中孔道由上部帶狀線發(fā)射點(diǎn)，信號孔，參考孔，底部帶狀線的接收部分和包圍整個(gè)通孔結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層組成，但通孔設(shè)計(jì)中上下兩端都含有對信號完整性產(chǎn)生影響的過孔stub。
步驟s2，分析常見通孔設(shè)計(jì)的信號完整性問題產(chǎn)生的主要原因；在連接器區(qū)域和進(jìn)行探針測試情況下，忽略上部帶狀線后電磁波將通過上部過孔焊盤發(fā)出，此時(shí)入射電磁波沿著孔道從頂部向底部傳輸，然后在下方與帶狀線相交，并分成兩部分：有用的入射電磁波進(jìn)入帶狀線接收點(diǎn)；無用入射電磁波到達(dá)通孔支線后在孔道內(nèi)部反射多次；無用入射電磁波的反射信號的一些部分將被疊加到有用入射電磁波中；
步驟s3，via-mts設(shè)計(jì)加入端接電阻；在信號和參考孔之間的傳輸/發(fā)射帶狀線之上設(shè)置了一個(gè)電阻，用以吸收從上部傳來的無用入射電磁波；所述電阻采用不依賴頻率的mts-via電阻性元件或者采用有頻率依賴的mts-via電阻性元件；
步驟s4，根據(jù)簡易的阻抗匹配公式進(jìn)行選擇合適的匹配阻抗；
步驟s5，根據(jù)加入阻抗后對信號完整性的影響繪制電阻外部設(shè)計(jì)圖；
步驟s6，將端接電阻采用埋入式設(shè)置在pcb板中。
tem(橫向電磁波)在過孔帶狀線系統(tǒng)中的傳輸為支持帶狀線系統(tǒng)中過孔“tem”為“橫向電磁波(型)[transverseelectromagnetic(mode)]”的傳輸，必須滿足tem在電介質(zhì)(受電流運(yùn)載路徑限制)中傳輸這個(gè)強(qiáng)制性條件。在帶狀線過孔系統(tǒng)情況下，這種需求就轉(zhuǎn)變成孔道結(jié)構(gòu)。常見孔道由上部帶狀線發(fā)射點(diǎn)，信號孔，參考孔，底部帶狀線的接收部分和包圍整個(gè)通孔結(jié)構(gòu)的介質(zhì)層組成。通孔設(shè)計(jì)中上下兩端都含有stub，在服務(wù)器電路板走線時(shí)應(yīng)該注意這類stub的影響。
在連接器區(qū)域和進(jìn)行探針測試情況下，可以忽略上部帶狀線，電磁波將通過上部過孔焊盤發(fā)出。在這種情況下，入射電磁波沿著孔道從頂部向底部傳輸，然后在下方與帶狀線相交，并分成兩部分：有用的進(jìn)入帶狀線接收點(diǎn)；無用部分到達(dá)通孔支線，然后在孔道內(nèi)部反射多次。反射信號的一些部分將被疊加到有用的部分中。我們假設(shè)電磁載波具有一個(gè)典型的3.125gbps信號序列。
對于這種主頻的載波，我們可以假設(shè)入射波能量在相交點(diǎn)大致以1:1方式分裂。換句話說50％的入射能量到達(dá)帶狀線接收點(diǎn)并構(gòu)成有用信號。剩下的50％能量(無用部分)到達(dá)底部通孔支線并向孔道上部反射回去。當(dāng)?shù)竭_(dá)交叉點(diǎn)時(shí)，電磁波再次分裂，信號的一半也就是25％，到達(dá)傳輸線接收點(diǎn)并被疊加。反射波余下的部分傳到孔道上部/入射點(diǎn)處。留在孔道內(nèi)的信號能量再次從頂部向孔道的底部邊界反射回來，波形再次分裂，現(xiàn)在25％的一半也就是入射總能量/信號的12％到達(dá)帶狀線接收點(diǎn)作為一個(gè)次級失真信號。因此在這種簡單地情況下，對于初始50％的未被疊加的純信號，由于通孔支線的存在，可使信號受侵蝕達(dá)到37％程度。這樣強(qiáng)的信號延遲和相位變化會導(dǎo)致測試點(diǎn)處的信號波形明顯失真，鈴聲和碼間干擾(isi)將作為額外噪音被疊加到通常的抖動的中。注意這個(gè)理論，考慮主頻率范圍的特性阻抗——正向傳輸系數(shù)s21。
對于44層底板的兩個(gè)s21曲線，以3.80ghz的信號為例，該底板具有使用背鉆得到的零長度的通孔支線，和一個(gè)最大長度為7.30mm(0.29in)的通孔支線。曲線具有常規(guī)的單調(diào)波形，這說明具有零長度支線的一個(gè)傳輸線的行為，實(shí)際上幾乎是一個(gè)純的傳輸線。曲線表明了一個(gè)清晰的共振活動，在3.80ghz時(shí)可明顯見到最小值?；谏厦嫣岬降脑?，讓我們從波形的角度來研究一下這個(gè)現(xiàn)象。入射電磁波通過孔道傳輸?shù)竭_(dá)傳輸線接收點(diǎn)處而沒有發(fā)生分裂。很明顯反射波并未出現(xiàn)，s21曲線的變形也為零。事實(shí)上，幾乎可得到純粹的無干擾傳輸線活動?，F(xiàn)在考慮孔道中具有長支線情況。入射波能量將在交叉點(diǎn)處發(fā)生分裂，有用的信號部分進(jìn)入帶狀線接收點(diǎn)，無用部分將到達(dá)傳輸線下部的通孔支線。值得關(guān)注的是通過孔道被反射的部分。這個(gè)部分沿著支線部分來回運(yùn)行，將導(dǎo)致信號傳輸時(shí)間的延誤和相位變化。相位的變化取決于頻率并隨頻率增長而變大。在相對低的頻率，可達(dá)到2ghz時(shí)，反射波將具有相對小的相位變化，并幾乎同相地疊加到電磁波的主要部分，從而增加了波的總振幅。隨著頻率的增長，相位變化將按比例地增長直到達(dá)到180°。這樣大的相位變化，反射波將使主傳輸波波形降低。記住主波振幅是50％，反射波振幅是37％，于是我們獲得最終振幅等于大約為13％，這一點(diǎn)可以從右面曲線看到具有同樣低的最小值。從時(shí)域分析中也可獲取其它有用的信息。由于tem本質(zhì)，在包圍過孔的介質(zhì)層里，電磁波也是在兩個(gè)電流傳輸軌道(信號和接地參考孔)之間傳播。這里就需要捕獲未被傳輸?shù)娜肷洳o用部分以防止反射的發(fā)生。換句話說需要在信號和參考孔之間通過安裝mts-via電阻性元件使其便于在孔道中消耗反射能量。
mts的全稱為matchedterminatedstub，匹配端接通孔根的意思。電阻設(shè)置的內(nèi)層pcb互聯(lián)的大致情況。在傳輸/發(fā)射帶狀線之上設(shè)置了一個(gè)電阻，目的是吸收從上部傳來的電磁波不想要的部分。主要的mts電阻被設(shè)置在接收帶狀線下方，目的是吸收沿孔道向下傳輸?shù)街Ь€的電磁波無用部分。為簡化實(shí)驗(yàn)，我們將考慮一些經(jīng)簡化但又接近實(shí)際和重要的情況——沒有發(fā)射/上部帶狀線。在一個(gè)典型的底板互聯(lián)結(jié)構(gòu)中的孔道頂部電磁波通過連接器件或探針發(fā)射出來，并沿著波道向下傳播。一個(gè)mts電阻設(shè)置在接收帶狀線下方，其目的是去吸電磁波收入射部分。在總體上，我們可以任意使用不依賴頻率(純電阻性的)或有頻率依賴(電阻性+電抗性)的mts元件。
以上所述只是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤飾，這些改進(jìn)和潤飾也被視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。