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電源完整性(xìng)仿真 > 高速PCB設計為了(le)節(jiē)省AC電容打孔空間,你有沒動過這個念頭?

高速PCB設計(jì)為了節省AC電(diàn)容打孔空(kōng)間,你有沒動(dòng)過這個念頭?

發(fā)布(bù)時間(jiān):2025-11-20 16:34:37

AC耦(ǒu)合電容的(de)這種打孔方式確實省空間,至(zhì)於信(xìn)號質量嘛(ma)……

高速先生成員--薑傑(jié)

高速先(xiān)生前不久一篇關於AC電容的文章《明知故問??高速AC耦合電容挨得(dé)很近,串(chuàn)擾會不會很大……》,引起了(le)不(bú)少粉絲的討(tǎo)論,最近有熱心讀(dú)者(zhě)發來這樣一(yī)張圖,詢問這種節省空間的打孔方式是否可行?

 

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熟悉電源去耦電容設計的朋友,一定看出來(lái)了這種扇出方式(shì)的靈感來源:對於BGA布(bù)局相反麵(miàn)的去耦(ǒu)小電容,經常采用這種過孔朝向管腳焊盤內部的方式,一來(lái)電容布局在BGA管腳正下方,節省了布局空間(畢竟,這個位置,不放去耦電容,別的器件也不敢亂放);二來,電容盡量靠近了用電管腳,電源、地管腳可以(yǐ)就近連接相應的過孔,減小了回流路徑,可謂一舉兩得。

 

 

細(xì)一琢磨,又覺得哪裏不對勁,當設計對象由電源去(qù)耦電容,變成高速信號的AC電容,這種(zhǒng)方法是否同樣適用?

 

 

感覺(jiào)歸感覺,高速先生還(hái)是習(xí)慣用數據說話,建個模型仿真摸摸底。如果方法可行,當然皆大歡喜,如果不(bú)行,也能搞清楚原因。

 

這種AC電容扇出方式節省空間的關鍵,在於過孔打在電容的管腳焊盤之間,3D建模如下。

 

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為了大家能(néng)看的更清楚,隱藏電容後的俯視圖如下(下文簡稱via-in):

 

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對於速率25Gbps,差分走線(xiàn)特征阻(zǔ)抗100歐的(de)信號(hào),該(gāi)模型仿(fǎng)真結果的阻抗低點僅為81.49歐姆,顯然不太美麗。

 

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保持其它條件不變,調(diào)整扇出過孔的位置:將打在(zài)電容管腳焊(hàn)盤之間的過孔移到電(diàn)容外部(下文簡稱via-out)。

 

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阻抗仿真(zhēn)結果如下,最低值大幅提升至94歐!

 

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細心的網友會問了,為(wéi)啥過孔打在(zài)電容焊盤外部(bù)的阻抗(kàng)曲線會出現兩個低點?對照模型就能看出,圖中的兩個阻抗(kàng)低點,一個對應過孔,一個對應AC電容,雖然這兩處都有做(zuò)反焊盤優化,畢竟(jìng)離100歐的目標還差那麽一些(xiē)。

 

對比via-invia-out兩種方式阻(zǔ)抗連(lián)續性的另外一個指標—回波損耗,可以看出同樣的趨勢,via-in的回損明顯比via-out的差。

 

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為什麽via-in的阻抗(kàng)跌的這麽厲害呢(ne)?正常情況下(via-out),信號從電容的管腳1進(jìn)入(rù)後,經過電容本(běn)體,從管腳2離開,最後進入換層過(guò)孔(kǒng)。

 

至於via-in的信號流向分析,熟悉高速先生文章的朋友一定會記得(dé),之前我(wǒ)們介紹過從場的(de)角(jiǎo)度看(kàn)問題。高速先生這裏先賣個(gè)關子,咱們答題區見……

 

 

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