题目：高速PCB过孔的信号完整性分析

在信号传输速率超过5GHz或脉冲上升时间小于2ns的高速印刷电路板（PCB）板上，信号经过过孔产生的反射、串扰、时序匹配、电源完整性等信号完整性问题非常严重。切实有效解决高速PCB过孔的信号完整性问题，是电路设计能否达到预期性能的关键路径之一。

本文从高速PCB的信号完整性问题入手，分别对单端过孔和差分过孔的信号完整性问题进行了理论分析、仿真分析和实际测试分析。在分析过程中，确定了过孔产生的反射、串扰、时序匹配、电源完整性这四个信号完整性问题，是由过孔的特征阻抗、寄生电容、寄生电感这三个主要因素引起的；通过对这两类过孔建模方法进行分析，确定影响其特征阻抗、寄生电容、寄生电感等特性的过孔结构参数分别是过孔的孔径、过孔的孔长度、过孔的焊盘直径、过孔的反焊盘直径，另外板材的介电常数、接地过孔和过孔stub也对过孔的容抗、感抗和特性阻抗有一定的影响，据此采用Sigrity三维有限元电磁场仿真工具分别将这些参数对过孔信号完整性的影响做了一系列分析。通过对过孔的建模分析和仿真分析，提出单端过孔和差分过孔的优化方法。

但是在实际工程实践中，多种参数相互制约下对信号完整性的影响是怎样的呢？在布局布线、成本等资源有限的情况下，该如何对影响信号完整性的过孔参数进行取舍呢？产品不同的应用场景对过孔参数的制约也是不同。本课题针对可靠性、环境适应性要求比较高的大型宽带通信设备，进行过孔优化方法的工程实践分析。并采用眼图实测的方式，验证了使用背钻工艺方式减少过孔stub有助于改善反射现象，提升信号完整性性能；通过TDR阻抗测试的方式发现在6GHz差分过孔附近各布置一个接地过孔，即可起到对差分信号阻抗的控制作用。

本课题结合理论分析、仿真分析、实测分析等，提出过孔优化方法，并根据实际应用需求分析明显提升信号完整性性能的条目，形成了一套切实有效以指导工程设计的优化策略。在实际工作当中，基于此课题的研究成果，使得某复杂多模特种通讯设备的硬件开发周期较以往大大缩短，同时此研究成果也在某大型企业集团的高速PCB设计的日常工作中得到了广泛推广。