参考平面差分信号回流路径的全波电磁场解析

参考平面差分信号回流路径的全波电磁场解析

1、差分信号回路三维建模

为了对差分信号回路进行精确的分析，需要借助三维的电磁场仿真软件。选

用了Ansoft 的HFSS 进行三维建模和分析。HFSS 是基于三维电磁场设计的EDA 标准设计工具。HFSS 依据其独有的模式，节点和超宽带插值扫频专有技术，利用有限元(FEM)快速精确求解整板级PCB 或整个封装结构的所有电磁特性，真正全面考虑(准)静态仿真中无法分析的有失配、耦合、辐射及介质损

耗等引起的电磁场效应，从而得到精确的频域高频特性(如S 参数等)并生成全波Spice 模型以支持高频、高速、高密度PCB 应用中实现精确的Spice 宽带电路仿真设计。

为了表明较长回流路径的影响，参见图2,描述了一根带状线跨过了地参考平

面上的一个沟壑，构建的一个不连续回流路径的简单模型，该模型结构简单，

回流路径很容易被理解，同时它也能被扩展应用到更多的常见结构中。定义信

号回路的信号在PCB 板上的位置以及PCB 叠层如图1 和结构如图2 所示，为带状线，特征阻抗100 欧姆，铜箔厚度0.035mm，信号线线宽0. 127mm,信号的间隙为0.2286mm，线长5cm.介质厚度为0.1524mm，GND 的铜箔度。

0.035mm,介电常数4.0。

图1 PCB 叠层结构

信号跨分割沟壑，即信号的参考平面不是完整平面。回流路径中的间隙通常

用于隔离电路板上的某个区域。当电源平面用做参考层或使用分离电源层时也

会出现开槽的间隙。有时在回流路径中出现了非故意的开槽间隙，像回流路径

中出砂孔过分刻蚀和交叠的情况，造成信号回流参考平面不完整。如图2 所示：