专利名称：过孔阻抗匹配方法
技术领域：
本发明涉及一种过孔阻抗匹配方法。
背景技术：
随着数字通信速度的提高，大多电子产品，例如计算机、移动电话以及网络系统 都在以较高的数据传输速率运行，此种情况下，信号的完整性对于数据的传输至关重要。因 此，信号完整性已经成为印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)设计的重要问题之一。 对于PCB来说，引起高频信号传输畸变的一个主要电路结构就是过孔，尤其是过孔阻抗的 不匹配。
发明内容
有鉴于此，需提供一种过孔阻抗匹配方法，使得通过所述过孔的高频信号具有良 好的特性与完整性。本发明具体实施方式
中的过孔阻抗匹配方法包括建立过孔电路模型，其中，过孔 电路模型是一个二端口低通滤波电路，包括两个相互并联的电容以及连接于两个电容之间 的电感；对过孔电路模型进行仿真分析，从而获得过孔S参数；将S参数转换为ABCD矩阵； 通过使理想低通滤波器模型的ABCD矩阵与所述S参数的ABCD矩阵各值对应相等，获得理 想低通滤波器模型参数；根据理想低通滤波器模型参数获得过孔阻抗匹配值；以及根据过 孔阻抗匹配值选取匹配的电容与电感，并设置于PCB上，使得过孔阻抗得到匹配，其中，匹 配的电容与过孔电路模型的电容相并联，匹配的电感与过孔电路模型的电感相串联。本发明将实际的过孔模型与理想的低通滤波器做匹配，并利用仿真软件获得过孔 的S参数，通过数学计算得到理想低通滤波器的参数，从而计算出过孔的匹配参数，实现过 孔阻抗的匹配。
图1所示为本发明具有过孔的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)的示意 图；图2 (a)与2 (b)所示为本发明图1中PCB等效电路模型；图3所示为本发明Y、Z、S参数与AB⑶矩阵相互转换表；图4所示为典型π型二端口网络等效电路模型；以及图5所示本发明过孔阻抗匹配方法的流程图。
具体实施例方式图1所示为本发明具有过孔的印刷电路板(Printed Circuit Board,PCB)的截面 示意图。本实施方式中，PCB为三层板，各层分别记为Ll、L2、L3，其中，所述PCB具有过孔 H，其将所述PCB各层之间的信号电导通。本实施方式中虽以三层板为例详细说明，然而本发明并不局限于此。同时参阅2(a)与2(b)，其中，图2(a)所示为图1中PCB的实际等效电路模型，图 2(b)所示为图1中PCB的过孔H参数经过匹配后的等效电路模型。其中，PCB各层之间的 铜箔形成等效电容C1、C2，过孔H等效为电感L，故PCB等效为一个π型的二端口网络20a。 由于过孔H阻抗的不匹配使得经过其的高频信号会发生畸变。为了匹配上述过孔H参数， 使得通过该PCB的信号保持良好的特性以及完整性，实现过孔H阻抗的匹配，则需要匹配电 容Cl、C2与电感值L，即，匹配的电容与电感分别记为CH、Lh,故PCB可等效为如图20b的电 路。众所周知，高频的二端口网络通常可利用Y、Z和S参数进行测量和分析，其 中，Y称为导纳参数，ζ称为阻抗参数，S称为散射参数。因此，在PCB的电路模型建立好 以后，利用电磁仿真(Flectromagnetic Simulation)软件的电脑仿真技术(Computer SimulationTechnology, CST)对过孔H的电路模型20a进行仿真分析，从而得到过孔H的S 参数。本实施方式中，所述S参数与过孔H的直径、反焊垫大小以及深度等相关。其次，利用图3中所示的Y、Z和S参数与AB⑶矩阵的转换表将S参数转换为AB⑶ 矩阵。本实施方式中，图3中的转换表是利用所述Y、Z和S参数的数学关系通过多次计算 得到的，目前已经成为行业中通用的转换表，可以直接查找使用。本实施方式中，S参数对
应的ABCD矩阵为S参数相关的数学式，即
权利要求
一种过孔阻抗匹配方法，其中，所述过孔位于印刷电路板(Printed Circuit Board，PCB)上，且具有低通滤波器效应，所述PCB上设置有多个电路元件，其特征在于，所述过孔阻抗匹配方法包括建立过孔电路模型，其中，所述过孔电路模型是一个二端口低通滤波电路，包括两个相互并联的电容以及连接于所述电容之间的电感；对所述过孔电路模型进行仿真分析，从而获得过孔S参数；将S参数转换为ABCD矩阵；通过使理想低通滤波器模型的ABCD矩阵与所述S参数的ABCD矩阵值对应相等，获得理想低通滤波器模型参数；根据所述理想低通滤波器模型参数计算过孔阻抗匹配参数；以及根据所述过孔阻抗匹配参数选取匹配的电容与电感，设置于所述PCB上，使得所述过孔阻抗得到匹配，其中，所述匹配的电容与所述过孔电路模型的电容相并联，所述匹配的电感与所述过孔电路模型的电感相串联。
2.如权利要求1所述的过孔阻抗匹配方法，其特征在于，所述S参数是利用电磁仿真 (Electromagnetic Simulation)软件进行仿真分析。
3.如权利要求1所述的过孔阻抗匹配方法，其特征在于，所述理想低通滤波器模型为 JI型二端口网络模型。
4.如权利要求1所述的过孔阻抗匹配方法，其特征在于，所述理想低通滤波器模型参 数为导纳参数，所述理想低通滤波器模型的ABCD矩阵为导纳参数的ABCD矩阵。
全文摘要
一种过孔阻抗匹配方法，包括建立过孔电路模型，其中，过孔电路模型包括两个并联的电容以及连接于电容之间的电感；对过孔电路模型进行仿真分析，从而获得过孔S参数；将S参数转换为ABCD矩阵；使理想低通滤波器模型的ABCD矩阵与S参数的ABCD矩阵各值对应相等，获得理想低通滤波器模型参数；根据理想低通滤波器模型参数获得过孔阻抗匹配值；以及根据过孔阻抗匹配值选取匹配的电容与电感，其中，匹配的电容与上述电容相并联，匹配的电感与上述电感相串联。本发明将实际的过孔模型与理想的低通滤波器做比较，利用仿真软件获得过孔的S参数，并根据S参数获得理想低通滤波器的参数，从而计算出过孔的匹配参数，实现过孔阻抗的匹配。
文档编号G06F17/50GK101937476SQ20091030378
公开日2011年1月5日 申请日期2009年6月29日 优先权日2009年6月29日
发明者王文忠 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司