0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

不是!让高速先生给个过孔优化方案就那么难吗?

edadoc 来源:edadoc 作者:edadoc 2025-01-21 08:50 次阅读

高速先生成员--黄刚

又是崭新的一年哈,高速先生在总结去年一年的粉丝互动问题时,惊人的发现排在前列的问题就包括了差分过孔的优化方法能不能大概给出来。当然,大家都知道,像传输线的阻抗板厂可以来保证,但是它们没法保证过孔的阻抗。随着速率越来越高,过孔就变成了比传输线损耗更危险的东西了。在大家以前的观念中,一个过孔哪怕是随便设计一下,损耗顶多去到1-2db就已经顶天了吧。在一条具体项目的芯片到芯片高速25Gbps链路中,只有收发两个差分过孔和中间的传输线,你能想象过孔优化好和没优化好的损耗差距有多大吗?仿真结果绝对颠覆你们想象。

wKgZO2eO7zuAJJ8PAAEKRfzc0Ew92.jpeg

对,差分过孔不做优化的话,整体链路的损耗去到接近20dB,如果认真去优化之后,损耗只有4个db,也就是两个过孔优化前后差了16个db!对比蓝色的损耗协议来说,就是pass和fail的巨大区别。走线那么长才几个db的损耗,没想到一个小小的过孔能比走线损耗都大哦!

所以嘛,高速先生粉丝才每年都问我们能不能给一些通用的过孔优化方式。当然这个要求本身情有可原,一点也不过分。毕竟过孔的影响就摆在那嘛。通过下面这个单端过孔的影响示意图也能看到过孔的很多参数都会影响过孔性能。更何况的参数更多的差分过孔了。

wKgZPGeO7zyAH-O0AANnO0MIS4s93.jpeg

但是高速先生也是有苦衷的啊,平时严谨的方式都推荐大家去做个仿真,真的不是故意体现我们的存在感哈!而是每个项目的过孔参数都不同,实在是没法一概而论。下面高速先生用回答一个和我们合作多年的重要客户同样问题的例子来和大家解释解释下哈。

客户拿出了他们找到的不知道哪一家的设计指导书,然后对高速先生说,你们能不能也出一个像他们一样的过孔设计给行业用呢?高速先生拿到他们的关于过孔的指导图看看,的确是有不错的约束。它们对差分过孔做了很多的约束,例如信号孔到地过孔的间距为35mil,过孔的孔径为10mil,焊盘大小为22mil,甚至还规定了反焊盘为32mil的椭圆形反焊盘。

wKgZO2eO7zyACE11AAHVgJVyJxg37.jpeg

这个客户就拿着这个他们认为可以直接照抄的过孔设计指导来找我们,问高速先生也能不能在行业内去做这样的普及。上面这个过孔设计指导乍眼一看好像所有参数的约束到了,但是真的是这样吗?高速先生就用这个模型来进行建模仿真看看。按照它上面的约束参数,建模就是这个样子了。

wKgZPGeO7zyAbN5mAAElwbduGMk48.jpeg

真的是什么参数都覆盖了吗?那你就太小看这对差分过孔了。高速先生在上面已经约束很多基础上再给大家挑几个没约束的参数来对比仿真下哈。

1. 板材的介电常数不同

如果这个设计用到不同级别的板材上时,阻抗的差异有多大呢?假设用到了介电常数为4和3.5的两种case上时,通过仿真会发现阻抗的差异有5个欧姆之多,如下所示:

wKgZO2eO7z2ANcSxAAG7rJDzQys60.jpeg

2. 出线层不同

如果同样的过孔在内层的出线层不一样时,例如一个是靠很下层出线,stub比较短,另外一个是没那么下层出线,stub稍长一点,如下所示:

wKgZPGeO7z2Ae2EyAAI_eXjti3U73.jpeg

那么从对比的仿真结果看,阻抗差异会达到10个欧姆之多。哪怕长点的stub有背钻,我们之前的文章也有分享过,不同长度的层出线,过孔阻抗也会有不小的差异哈。

3. 差分过孔间距不同

仔细看给过来的过孔指导,其实只约束了信号孔到地过孔的距离,但是没对信号孔之间的距离做约束,那我们分别建一个信号孔距离35mil和40mil,其他参数均满足指导图的case做对比,如下所示:

wKgZO2eO7z6AYseqAAKub5pISoU58.jpeg

真没想到吧,居然这样也会有差异哦,从仿真结果看,也有超过3个欧姆的差异。

wKgZPGeO7z6Ad-QyAAHvCQXaTAM32.jpeg

4. 地平面多和少的区别

没想到还有差异点吧,如果过孔长度一样的情况下,中间层的地平面多一点和少一点也会有差异,如下所示:

wKgZO2eO7z-AMcznAAHhv0GgBUU13.jpeg

从仿真结果看,差异也有接近3个欧姆。

wKgZPGeO7z-ADQBeAAH6cs16a6U18.jpeg

还有其他点吗?高速先生其实觉得还有,时间关系就不再一一去抠了。这下客户也服气了,哪怕已经约束了很多参数了,其实还有另外更加隐蔽的参数没在里面,然后这个没考虑到的参数在不同的设计项目中就有可能不同,那么导致过孔阻抗的差异从3到10欧姆不等,甚至更多。这个时候再回头去看看所谓的过孔约束指导,是不是感觉意义就不那么大了吧。

当然粉丝们也不用灰心,需要知道速率越高过孔参数不同的影响就越大。如果你们的产品速率没有很高的时候,例如10GHz以前,按照我司的大部分有高速经验的设计工程师的设计方法都问题不大,这个时候其实有不少裕量足以支撑你不用去仿真的。当然速率上去了,如果大家深切的体会到了过孔的影响程度之后,我相信都不用高速先生推荐了,你们都会主动向我们提仿真需求了哈。

问题:那大家又是怎么对高速过孔进行设计的呢,有什么自己的方法和秘诀都可以分享下哈。

审核编辑 黄宇

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 过孔
    +关注

    关注

    2

    文章

    204

    浏览量

    21982
  • 高速PCB
    +关注

    关注

    4

    文章

    96

    浏览量

    25113
收藏 人收藏

    相关推荐

    过孔的设计孔径是真的很重要,但高速先生也是真的不关心

    工程师每块都完成的非常出色。正如上篇文章《链接文章不是高速先生
    发表于 02-11 14:04

    当DeepSeek被问到:如何优化112Gbps信号过孔阻抗?

    高速先生问DeepSeek如何优化112Gbps信号过孔阻抗时,得到的答案是这样的……
    的头像 发表于 02-11 14:03 95次阅读
    当DeepSeek被问到:如何<b class='flag-5'>优化</b>112Gbps信号<b class='flag-5'>过孔</b>阻抗?

    过孔的设计孔径是真的很重要,但高速先生也是真的不关心

    工程师每块都完成的非常出色。正如上篇文章《链接文章不是高速先生
    发表于 01-21 15:36

    过孔的设计孔径是真的很重要,但高速先生也是真的不关心

    高速先生成员--黄刚 这不马上就要过年了嘛,高速先生就不打算大家上难度了,整一篇简单但很实用的文章
    的头像 发表于 01-21 15:30 152次阅读
    <b class='flag-5'>过孔</b>的设计孔径是真的很重要,但<b class='flag-5'>高速</b><b class='flag-5'>先生</b>也是真的不关心

    不是高速先生过孔优化方案那么吗?

    和我们合作多年的重要客户同样问题的例子来和大家解释解释下哈。 客户拿出了他们找到的不知道哪一家的设计指导书,然后对高速先生说,你们能不能也出一像他们一样的
    发表于 01-21 08:50

    欧姆定律我是很熟,只是没想到电流不按套路出牌!

    自豪的说,按照高速先生给出的约束,110mil的过孔能过1A的电流,理论上20过孔就可以过2
    发表于 10-28 17:41

    明明我说的是25G信号,你却让我看12.5G的损耗?

    这样子的咯:12.89GHz(64B/66B编码方式,会多一丢丢),7.3 dB! 咋就不是25GHz啦,变成了12.5GHz?真的有点理解。没关系,高速先生今天争取把这个事说明白
    发表于 10-23 09:11

    没开玩笑!高速信号不能参考电源网络这条规则,其实很难做到

    不仅仅只有走线,还有其他结构! 没错,高速先生大家说的是过孔结构!还是那句话,不让走线参考电源平面,在层数充裕的情况下一般都能做到。但是高速
    发表于 05-28 14:56

    好吧,高速先生承认这个PCB设计方法的确有点意思,但是不多!

    面对玻纤效应的威胁,你们还在做特殊角度走线,或者板厂旋转板材?前者费时,后者费钱。先别弄了哈,都来看看这篇文章的新设计思路,高速先生猜你们在设计中从来没这么用过哦!
    的头像 发表于 05-20 17:26 443次阅读
    好吧,<b class='flag-5'>高速</b><b class='flag-5'>先生</b>承认这个PCB设计方法的确有点意思,但是不多!

    深度论证-高速走线控制100欧姆阻抗一定是最好的选择吗?

    的三块互连的板子,我们分别把高速走线的阻抗按照100欧姆和降低到92欧姆来控制,看看性能的对比。 首先我们还是看看整个链路的TDR阻抗的对比,能明显看到两连接器的低点,如下所示: 那么插损和回损
    发表于 05-13 17:12

    逆变器交流能耗少吗,不是那么

    选择合适的节能星形额定交流电。逆变器交流的缺点是什么?逆变器交流的缺点逆变器空调的成本通常比同等级的典型交流电高出近20-25%。因此,除非用户不是很重或电费不是那么高,否则可能需要长达5-7年
    的头像 发表于 05-07 09:28 624次阅读
    逆变器交流能耗少吗,<b class='flag-5'>不是</b><b class='flag-5'>那么</b>高

    钻刀无忌,过孔莫愁

    高速先生成员--姜杰 钻刀是冷的,单板是冷的,眼见着过孔阻抗居高不下,雷豹的心也越来越冷…… 雷豹最近在研究过孔,少不了先学习相关的理论:过孔
    发表于 04-22 14:43

    多层pcb设计如何过孔的原理

    更好的阻抗控制和电磁兼容性。然而,对于多层PCB设计来说,过孔是一不可忽视的关键步骤。过孔的质量和设计的合理性对于PCB的整体性能和可靠性至关重要。接下来深圳PCBA公司将为大家介绍多层PCB设计中的
    的头像 发表于 04-15 11:14 1123次阅读

    缓解停车!兆越智慧停车场管理系统停车更“智慧”

    随着城市化的高速发展,停车成为了城市交通拥堵的一重要因素。在大城市中,汽车数量的快速增长让道路停车空间变得越来越紧张。而且现有的停车场摆放位置分布不均,停车效率低下,人们在城市出
    的头像 发表于 03-22 15:31 466次阅读
    缓解停车<b class='flag-5'>难</b>!兆越智慧停车场管理系统<b class='flag-5'>让</b>停车更“智慧”

    有没搞错!花了大价钱的激光孔设计性能竟然不如普通通孔?

    ,就立马知道了问题的所在了。并不是激光孔的性能不如普通过孔加背钻,而是使用激光孔的方法出了问题! 这款光模块连接器是很常用的一款,它的3D结构,如下所示: 高速先生拿这款连接器建好的
    发表于 03-19 14:53