封装结构也将会影响高速信号的传输质量。

所以，无论在芯片水平封装水平，还是在板级水平，用于连接集成电路器件和电路板等的互连结构，特别是不连续的互连结构，例如通孔，越来越成为影响整个系统性能的关键因素。

所以，随着电子产品性能与时钟频率的不断提高，信号的上升时间也在不断减小，相应的电路开始进入高速电路领域，从电气性能的角度看，互连和封装对于信号也变得不再畅通和透明。

在高速电路设计过程中的各个阶段，不合理的互连线，将会降低数字信号的质量，引起信号间的祸合与串扰，并产生辐射及电磁干扰，带来系列的信号完整性问题，甚至还会出现导致整个系统无法正常工作的情况。

因此，电路工程师需要使用能准确预测电路中像反射振铃地弹串扰辐射等各种特性的仿真技术，以便找到些阻止或减小这些产生信号完整性问题的解决方案。

在高速情况下，这些仿真技术不但要能完成常规低速电路情况的仿真与特性分析，更重要的是还要能实现在高速情况下包含电磁效应快速而准确的仿真与特性分析。

在高速中的互连设计主要通过微带线带状线和各种过孔等方式来实现的。

在高速中微带线带状线对信号完整性的影响主要可以归结为传输线上的反射以及线间耦合串扰等问题。

而高速的各种过孔其对信号完整性的影响主要是由于其的寄生电容和电感的影响。

对于通孔这种不连续性结构我们很难去准确的去描述其高频特性。

因此如何能准确的在高速中对通孔进行建模分析就显得十分重要。

信号完整性信号完整性是指信号在电路中能以正确的时序和电压做出响应的能力，是信号未受到损伤的种状态，它表示信号在信号线上的质量。

良好的信号完整性，是指信号在需要的时候能以正确的时序和电压电平数值做出响应。

反之，当信号不能正常响应时，就出现了信号完整性问题。

信号完整性问题能导致或直接带来信号失真定时不正确数据地址和控制线以及系统误工作，甚至系统崩溃，信号完整性问题不是单因素导致的，而是板级设计中多种因素共同引起的。

的开关速度，端接元件的布局不正确或高速信号的布线都会引起信号完整性问题。

主要的信号完整性问题包括信号在微带线中产生延迟反射同步切换噪声振荡地弹串扰等现象以及板中通孔的寄生电容和电感对信号的不良影响等。

通孔的建模与仿真对于互连系统中的连续性较好的结构我们可以较为容易的对其进行建模仿真，例如微带线。

但对于通孔，由于其结构的特殊性，在低频的情况下我们可以将其看成根普通的导线来研究，但如在高速电路中其将会带来比常规互连系统更严重的信号完整性问题和电磁干扰，从而导致信号不能顺利的传输。

因此对通孔这种不连续的互连结构的建模更显得重要但又十分重要。

尽管通过能对通孔进行电路仿真，但是其的仿真准确度主要依赖于电路建模和等效电感电容的准确性。

尽管有些电感电容的的计算公式，但由于其各方面的局限性导致其的结果准确度较差。

从而导致的仿真结果的准确性难以得到保证。

所以我们需要种能够比较准确的提取通孔电容电感的方法和种能够更为准确的建模方法。

为此本文对通孔的机械结构进行了介绍，并引入了软件和软件分别来提取通孔的电感和对通孔进行三维电磁场建模分析。

本文内容及所做工作在高速数字电路中，信号中的高频成分将会影响到电路中的互连线特性。

对于通孔结构来讲，由于其物理结构连接上的不连续性，其在传输高速信号时将不再被视作根普通的导线，而应被看作段传输线。

为能精确而快速地仿真高速电路中通孔结构的电特性且能真实地反映由其带来的信号完整性问题，本文主要对高速印刷电路板中通孔结构的进行了三维电磁场建模分析。

具体内容安排如下第章概述了本文研究内容的背景和意义并对信号完整性作了概述。

简述了本文的建模方法，并简要介绍了作者的工作内容。

第二章重点介绍了高速电路中通孔，主要包括通孔的结构机械特性，并给出了简单的计算电容电感的计算公式。

最后根据通结构做了等效电路建模。

第三章介绍了极其功能，然后用对双层面通孔进行了三维电磁建模，并对建模过程进行了详细说明，最后使用仿真计算出相关参数曲线和场分布并对其进行了分析。

第四章主要内容是介绍电感提取工具的使用，本章对的输入文件的语法进行了详细描述。

在最后用其实际测量了板中的几种典型互连结构，并给出了计算数据。

第五章总结了全文的内容及工作中的不足之处。

通孔通孔术语过孔通常是指板上的孔。

其主要主要用是用于各层间的电气连接何器件的固定或定位。

按其结构主要可以分为盲孔埋孔和通孔。

盲孔位于印刷线路板的顶层和底层表面，具有定深度，用于表层线路和下面的内层线路的连接，孔的深度通常不超过定的比率孔径。

埋孔是指位于印刷线路板内层的连接孔，它不会延伸到线路板的表面。

上述两类孔都位于线路板的内层，层压前利用通孔成型工艺完成，在过孔形成过程中可能还会重叠做好几个内层。

通孔，这种孔穿过整个线路板，可用于实现内部互连或作为元件的安装定位孔。

本文主阻抗总结与展望随着时钟频率的不断增加，信号的上升时间也在不断减小，由互连线引起的信号完整性问题也日益突出。

在高速电路的设计中，对互连线处理的合理与否成为影响产品性能的关键因素之，这在定程度上也取决于在电路设计中实现对互连线准确而快速的电磁仿真，并通过仿真结果找到合理的互连线处理方法。

本文主要使用对完整通孔进行了建模分析，又通过实例仿真发现了在通孔周围增加接地通孔的数量可以减小通孔中传输信号的损耗，从而改善信号传输质量。

另外本文还介绍说明了种提取电路结构等效电感的工具，并用其测量了几种中几种互连结构的寄生电感。

并发现了其的缺点，即在频率太高的情况下，通过此工具测量的电感就不够准确了。

本文的不足之处在于虽然本文通过对完整通孔进行了建模仿真，但只重点对双层板完整通孔进行了仿真分析，对更多层通孔盲孔埋孔以及多个通孔情况下的串扰耦合问题没有涉及到。

参考文献等著，朱来文等译高速数字设计北京电子工业出版社，等著，伍微等译高速数字系统设计北京机械工业出版社，著，李玉山等译信号完整性分析北电子工业出版社，布鲁克斯著，刘雷波等译信号完整性问题与印刷电路板设计北京机械工业出版社，拥军等著原理与工程应用北京科学出版社，姜雪松等著电磁兼容与设计北京机械工业出版社，谢拥军等著基础与应用西安西安电子科技大学出版社，赵春晖张朝柱等著微波技术北京高等教育出本社，高梅国等著高速数字信号处理器结构与系统北京清华大学出版社，著，李玉山等译高速系统设计北京电子工业出版社，谢金明著，谭博，王瑞林等改编高速数字电路设计与噪声控制技术北京电子工业出版社，刘元安著电磁兼容和印刷电路板理论设计和布线北京人民邮电出版社，侯莹莹关丹丹，导通孔设计对高速信号完整性的影响印刷电路信息，年第十期等著，阎照文译信号完整性指南北京电子工业出版社李明洋著电磁场仿真设计应用详解北京人民邮电出版社，陈伟黄秋元等著高速电路信号完整性分析与设计北京电子工业出版社，张木水李玉山著信号完整性分析与设计北京电子工业出版社，著，李玉山等译高速系统设计抖动噪声与信号完整性北京电子工业出版社附录附录提取传输线输入文件，附录形微带线电感提取输入文件，附录通孔电感提取输入文件致谢致谢首先要由衷的感谢罗广孝老师对我的悉心指导和大力帮助。

自始毕业设计开始到论文结束，罗老师直在关注着我的工作进度，并以他渊博的知识严谨的治学态度及开明自由创新的良好学术作风关心并指着我的工作，使我的毕业设计及论文得以顺利完成。

罗老师平易近人治学严谨勤奋的作风以及丰富渊博的知识给我以深刻影响，所有这些都将使我终身受益。

在此，由衷的的向罗老师表达我深深的敬意和谢意。

我还要感谢我们的班主任张宁老师，感谢张老师在这大学四年中无论是生活上还是学习上对我们的关心和帮助。

其次要感谢我的室友们以及李昌盛同学，他们在我的工作过程中给我提供了许多帮助，尤其是李昌盛同学，我们块探讨解决了许多问题。

最后，我要感谢我的家人和朋友给我生活和学习上的支持关系理解，谢谢你们。

高速的通孔建模分析摘要小体积高性能成为当今电子产品的发展趋势，这种趋势决定了时钟频率将越来越高，同时信号上升时间也将越来越短。

在低频情况下，由互连线引起的寄生效应对电路性能的影响很小，但是在高速情况下，信号具有较高的有效带宽，互连线对通过其中的高速信号会产生反射振铃，对周围的信号走线产生串扰与祸合等，引起系列信号完整性问题，从而影响到整个系统的性能。

而含有通孔不连续结构的互连线在高速电路中将会带来更严重的信号完整性问题与电磁干扰。

因此，对其进行准确快速有效的电磁建模与仿真将变得极为重要。

本文主要工作内容大致可以分为三部分第部分工作主要分析双层面完整通孔的机械结构并给出粗略计算通孔寄生电容电感的公式，然后根据通孔的机械结构做出了完整通孔的电路建模，并用公式计算了通孔的寄生电容和电感。

第二部分工作是使用对双层面完整通孔进行三维电磁场建模仿真，观察分析仿真结果，并对结果做简要分析，了解通孔对信号完整性的影响。

第三部分工作主要是电感提取工具的使用，对的输入文件语法进行详细的介绍说明，并使用提取微带线形微带线和通孔的电感，并给出提取结果。

关键词高速通孔信号完整性目录摘要绪论本课题研究的背景与意义信号完整性通孔的建模与仿真本文内容及所做工作通孔通孔通孔的结构极其机械特性通孔的结构通孔的机械特性通孔的等效电路模型通孔的电容极其影响通孔的电感极其影响通孔的等效电路模型对通孔的建模分析简介通孔的建模及仿真创建工程创建模型设置边界条件和定义源端口设置求解条件仿真创建参数曲线结果创建三维电磁场分布图结果分析多个接地通孔板模型建模模型结果分析的使用概述输入文件输入文件语法些文件语法需要注意的细节节点定义区段定义单位指令默认指令外部指令频率指令等效指令结束指令参考平面定义实际测量微带线形微带线通孔总结与展望参考文献附录附录附录附录致谢绪论本课题研究的背景与意义在当今随着电子技术的飞速发展，各式各样的电子设备体积越来越小。

因此这就要求板的密度更高，电子时钟信号更加高速。

因而如何来通过芯片之间的互连来保持信号的完整性越来越受到人们的重视。

目前国内对高速设计方面的内容研究尚少，涉及高速互连设计的需求几乎都是寻求国外高水平研究所间合作。

与此同时，随着电子设备的小型化工作性能的不断提高，器件和单元电路的尺寸越来越小，由寄生效应引起的影响不大，但是芯片中的单元电路间印刷电路板及多芯片组件各块