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PCB結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果擬合案例

PCB線路板打樣 ? 來源:一博科技 ? 作者: 黃剛 ? 2021-03-21 12:01 ? 次閱讀

對(duì)于SI工程師而言,沒有什么事情比把PCB結(jié)構(gòu)的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果擬合上更令他們感到開心的了。因?yàn)槟茏龅竭@一步,說明了仿真的可靠性,進(jìn)而可以通過仿真解決大部分的問題,這可謂是PCB行業(yè)的一大福音。

這也是我們高速先生一直以來的夢(mèng)想,仿測(cè)擬合,雖然只是很簡(jiǎn)單的四個(gè)字,但是需要包含的理論知識(shí),軟件使用以及測(cè)試方法卻需要很長(zhǎng)時(shí)間的積累。高速先生也在這方面一直在做深入的研究,發(fā)現(xiàn)這的確是一個(gè)苦差事。剛好今年的文章中就有一篇講得比較透徹的仿真測(cè)試擬合的案例,下面我們一起來看看。

題目有點(diǎn)長(zhǎng),但是也很容易理解,講的就是對(duì)差分過孔的分析,分析的方法就是通過仿真和測(cè)試進(jìn)行擬合。

大家可能覺得無非就是一對(duì)過孔嘛,會(huì)3D仿真的人不用半天就能把它建模出來,測(cè)試嘛,投一塊測(cè)試板,然后把這對(duì)孔做上去,通過網(wǎng)絡(luò)分析儀一測(cè)不就OK了嗎。恩,總體思路的確是這樣,但是隨著文章的深入你會(huì)發(fā)現(xiàn)就有一些因素實(shí)際上很難去把控。

文章的開場(chǎng)白,首先是對(duì)過孔的特性進(jìn)行一番介紹,例如過孔的危害是怎么樣的,會(huì)影響阻抗啦,會(huì)減緩上升時(shí)間之類。

然后給出的總體思路與大家的不謀而合,你會(huì)發(fā)現(xiàn)除了我們上面說到的那幾個(gè)核心步驟之外,還多了一些有的朋友可能沒聽過的步驟,例如de-skew、de-embedding等等,這都是測(cè)試中會(huì)遇到的專業(yè)術(shù)語,我們這里先不講,賣個(gè)關(guān)子哈。

本文需要進(jìn)行仿真測(cè)試對(duì)比的是一對(duì)從L7層換到L16層的過孔,通過做一根L7層和L16層的走線把兩邊去嵌掉,得到我們所關(guān)心的過孔結(jié)構(gòu)參數(shù)

在去嵌之前,作者先用網(wǎng)分測(cè)試出上面三個(gè)結(jié)構(gòu)的參數(shù),結(jié)果似乎有點(diǎn)奇怪。為什么L16層的走線損耗差得那么厲害,甚至比多一對(duì)孔的L7轉(zhuǎn)L16的結(jié)構(gòu)還差呢?這說不過去??!

當(dāng)作者看到上面結(jié)果的模態(tài)轉(zhuǎn)換也是L16層比較差的時(shí)候,大概知道了原因,肯定是由于這對(duì)差分線的P和N之間有延時(shí)差,也就是skew造成的。然后立馬把L7和L16的走線的P和N單端線的延時(shí)拿出來一比,果然證實(shí)了這一點(diǎn)。L16層的P和N的延時(shí)非常的大,因此造成了損耗在高頻的急劇下降。

如果大家沒注意這一點(diǎn),直接拿來去嵌的話會(huì)怎么樣呢?很可能會(huì)得到一個(gè)錯(cuò)誤的S參數(shù),高于0dB。

為什么P和N會(huì)有那么大的skew?主要原因還是由于玻纖效應(yīng)的影響。L7層和L16層其實(shí)都遇到了玻纖效應(yīng),只不過程度不同而已,這也從側(cè)面說明了玻纖效應(yīng)的概率性。

如同前文所說,如果我們就這樣去嵌的話,得到了所謂過孔的結(jié)果就是下圖這樣的。

那我們應(yīng)該怎么辦呢?難道需要重新再投一板測(cè)試板?先不用哈,我們看看能不能在當(dāng)前測(cè)試數(shù)據(jù)的情況下做一些優(yōu)化,把skew給去掉,也就是de-skew了。

這是本文最核心的內(nèi)容,也是最難理解的一步。它通過損耗與相位之間的公式,從中反推出相位差,然后通過補(bǔ)償?shù)姆绞桨褍蛇叺膕kew抹平。

完成這一步運(yùn)算之后,再來看優(yōu)化后的測(cè)試數(shù)據(jù),就會(huì)發(fā)現(xiàn),skew的影響基本沒有了。

優(yōu)化后的損耗測(cè)試結(jié)果就和我們預(yù)期的比較吻合了。

這個(gè)時(shí)候再去通過相關(guān)去嵌軟件,就能真正的進(jìn)行去嵌,得到過孔的真實(shí)參數(shù)。

有了測(cè)試結(jié)果,后面就要進(jìn)行仿真了。仿真相對(duì)難度小一點(diǎn),通過對(duì)過孔的幾個(gè)參數(shù)進(jìn)行掃描,考慮一定的加工誤差之后,就能確定一組加工后的參數(shù)值,從而使過孔的仿真結(jié)果和測(cè)試結(jié)果達(dá)到基本的吻合了。

好,篇幅關(guān)系,本文的主要內(nèi)容就和大家分享到這里了。

編輯:hfy

聲明:本文內(nèi)容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網(wǎng)站授權(quán)轉(zhuǎn)載。文章觀點(diǎn)僅代表作者本人,不代表電子發(fā)燒友網(wǎng)立場(chǎng)。文章及其配圖僅供工程師學(xué)習(xí)之用,如有內(nèi)容侵權(quán)或者其他違規(guī)問題,請(qǐng)聯(lián)系本站處理。 舉報(bào)投訴
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