PCB阻抗受控的通孔設計

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    要想保持印制電路板信號完整性，就應該采用能使印制線阻抗得到 匹配的層間互連（通孔）這樣一種獨特方法。 隨著數據通信速度提高到3Gbps以上，信號完整性對于數據傳輸的順利進行至關重要。電路板設計人員試圖消除高速信號路徑上的每一個阻抗失配，因為這些阻抗失配要想保持印制電路板信號完整性，就應該采用能使印制線阻抗得到 匹配的層間互連（通孔）這樣一種獨特方法。

    隨著數據通信速度提高到3Gbps以上，信號完整性對于數據傳輸的順利進行至關重要。電路板設計人員試圖消除高速信號路徑上的每一個阻抗失配，因為這些阻抗失配會產生信號抖動并降低數據眼的張開程度——從而不僅縮短數據傳輸的 距離，而且還將諸如SONET（同步光網絡）或XAUI（10Gb附屬單元接口）等通用抖動規范的余量降到 程度。

    由于印刷電路板上的信號密度的提高，就需要更多的信號傳輸層，而且通過層間互連（通孔）實現傳輸也是不可避免的。過去，通孔代表一種產生信號失真的重要來源，因為其阻抗通常大約為25~35Ω。這么大的阻抗不連續性會使數據眼圖的張開程度降低3dB，并會依據數據速率大小而產生大量的抖動。結果，電路板設計人員要么嘗試避免在高速線路上使用通孔，要么嘗試采用新技術，例如鏜孔或盲孔。這些方法雖然有用，但卻會增加復雜度并大大提高電路板成本。

    可以利用一種新的“類似同軸的”通孔結構來避免標準通孔出現的嚴重阻抗失配問題。這種結構以一種特殊的配置將接地通孔放置在信號通孔四周。采用這種技術設計的通孔在TDR（時域反射計）曲線上顯示阻抗不連續性低于4%（50±2Ω）和信號質量有所改善。這種新方法產生一個阻抗可調的垂直通道。開發人員利用信號線在中心的簡單同軸模型產生這種通孔結構；四周的接地屏蔽產生一個均勻分布的阻抗。四個在中心信號通孔四周排成一圈的接地通孔取代了均勻的接地屏蔽（圖1）。因為這四個外通孔都連接到印制電路板接地或VDD（電源），所以它們攜帶電荷，而且其中每一個通孔與信號通孔之間形成電容。電容量的計算取決于通孔直徑、介電常數以及信號通孔和接地通孔之間的距離。中心通孔的間隙（凹緣）“觸及”外層通孔，所以電容量沿垂直通道均勻分布——防止每一電源平面和接地平面的電容量急劇增加。外側的接地通孔為信號返回電流提供路徑，并在信號通孔和接地通孔之間形成一個電感回路。

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