PROTEL技術(shù)大全之第三篇

D2-D1)

過(guò)孔的寄生電容會(huì )給電路造成的主要影響是延長(cháng)了信號的上升時(shí)間，降低了電路的速度。舉例來(lái)說(shuō)，對于一塊厚度為50Mil的PCB板，如果使用內徑為10Mil，焊盤(pán)直徑為20Mil的過(guò)孔，焊盤(pán)與地鋪銅區的距離為32Mil,則我們可以通過(guò)上面的公式近似算出過(guò)孔的寄生電容大致是：C=1.41x4.4x0.050x0.020/(0.032-0.020)=0.517pF，這部分電容引起的上升時(shí)間變化量為：T10-90=2.2C(Z0/2)=2.2x0.517x(55/2)=31.28ps 。從這些數值可以看出，盡管單個(gè)過(guò)孔的寄生電容引起的上升延變緩的效用不是很明顯，但是如果走線(xiàn)中多次使用過(guò)孔進(jìn)行層間的切換，設計者還是要慎重考慮的。

三、過(guò)孔的寄生電感

同樣，過(guò)孔存在寄生電容的同時(shí)也存在著(zhù)寄生電感，在高速數字電路的設計中，過(guò)孔的寄生電感帶來(lái)的危害往往大于寄生電容的影響。它的寄生串聯(lián)電感會(huì )削弱旁路電容的貢獻，減弱整個(gè)電源系統的濾波效用。我們可以用下面的公式來(lái)簡(jiǎn)單地計算一個(gè)過(guò)孔近似的寄生電感：

L=5.08h[ln(4h/d)+1]其中L指過(guò)孔的電感，h是過(guò)孔的長(cháng)度，d是中心鉆孔的直徑。從式中可以看出，過(guò)孔的直徑對電感的影響較小，而對電感影響最大的是過(guò)孔的長(cháng)度。仍然采用上面的例子，可以計算出過(guò)孔的電感為：L=5.08x0.050[ln(4x0.050/0.010)+1]=1.015nH 。如果信號的上升時(shí)間是1ns，那么其等效阻抗大小為：XL=πL/T10-90=3.19Ω。這樣的阻抗在有高頻電流的通過(guò)已經(jīng)不能夠被忽略，特別要注意，旁路電容在連接電源層和地層的時(shí)候需要通過(guò)兩個(gè)過(guò)孔，這樣過(guò)孔的寄生電感就會(huì )成倍增加。

四、高速PCB中的過(guò)孔設計

通過(guò)上面對過(guò)孔寄生特性的分析，我們可以看到，在高速PCB設計中，看似簡(jiǎn)單的過(guò)

孔往往也會(huì )給電路的設計帶來(lái)很大的負面效應。為了減小過(guò)孔的寄生效應帶來(lái)的不利影響，在設計中可以盡量做到：

1、從成本和信號質(zhì)量?jì)煞矫婵紤]，選擇合理尺寸的過(guò)孔大小。比如對6-10層的內

存模塊PCB設計來(lái)說(shuō)，選用10/20Mil（鉆孔/焊盤(pán)）的過(guò)孔較好，對于一些高密度的小尺寸的板子，也可以嘗試使用8/18Mil的過(guò)孔。目前技術(shù)條件下，很難使用更小尺寸的過(guò)孔了。對于電源或地線(xiàn)的過(guò)孔則可以考慮使用較大尺寸，以減小阻抗。

2、上面討論的兩個(gè)公式可以得出，使用較薄的PCB板有利于減小過(guò)孔的兩種寄

生參數。

3、PCB板上的信號走線(xiàn)盡量不換層，也就是說(shuō)盡量不要使用不必要的過(guò)孔。

4、電源和地的管腳要就近打過(guò)孔，過(guò)孔和管腳之間的引線(xiàn)越短越好，因為它們會(huì )

導致電感的增加。同時(shí)電源和地的引線(xiàn)要盡可能粗，以減少阻抗。

5、在信號換層的過(guò)孔附近放置一些接地的過(guò)孔，以便為信號提供最近的回路。甚至可以在PCB板上大量放置一些多余的接地過(guò)孔。當然，在設計時(shí)還需要靈活多變。前面討論的過(guò)孔模型是每層均有焊盤(pán)的情況，也有的時(shí)候，我們可以將某些層的焊盤(pán)減小甚至去掉。特別是在過(guò)孔密度非常大的情況下，可能會(huì )導致在鋪銅層形成一個(gè)隔斷回路的斷槽，解決這樣的問(wèn)題除了移動(dòng)過(guò)孔的位置，我們還可以考慮將過(guò)孔在該鋪銅層的焊盤(pán)尺寸減小。

問(wèn)：從WORD文件中拷貝出來(lái)的符號，為什么不能夠在PROTEL中正常顯示

復：請問(wèn)你是在SCH環(huán)境,還是在PCB環(huán)境,在PCB環(huán)境是有一些特殊字符不能顯示,因為那時(shí)保留字.

問(wèn)：net名與port同名，pcb中可否連接

答復：可以,PROTEL可以多種方式生成網(wǎng)絡(luò ),當你在在層次圖中以port-port時(shí),每張線(xiàn)路圖可以用相同的NET名,它們不會(huì )因網(wǎng)絡(luò )名是一樣而連接.但請不要使用電源端口,因為那是全局的.

問(wèn)：:請問(wèn)在PROTEL99SE中導入PADS文件， 為何焊盤(pán)屬性改了

復：這多是因為兩種軟件和每種版本之間的差異造成，通常做一下手工體調整就可以了。

問(wèn)：請問(wèn)楊大蝦：為何通過(guò)軟件把power logic的原理圖轉化成protel后，在protel中無(wú)法進(jìn)行屬性修改，只要一修改，要不不現實(shí)，要不就是全顯示屬性？謝謝！

復：如全顯示，可以做一個(gè)全局性編輯，只顯示希望的部分。

問(wèn)：請教鋪~的原則？

復：鋪~一般應該在你的安全間距的2倍以上.這是LAYOUT的常規知識.

問(wèn)：請問(wèn)Potel DXP在自動(dòng)布局方面有無(wú)改進(jìn)?導入封裝時(shí)能否根據原理圖的布局自動(dòng)排開(kāi)?

復：PCB布局與原理圖布局沒(méi)有一定的內在必然聯(lián)系，故此，Potel DXP在自動(dòng)布局時(shí)不會(huì )根據原理圖的布局自動(dòng)排開(kāi)。（根據子圖建立的元件類(lèi)，可以幫助PCB布局依據原理圖的連接）。

問(wèn)：請問(wèn)信號完整性分析的資料在什么地方購買(mǎi)

復：Protel軟件配有詳細的信號完整性分析手冊。