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在PCB制造過(guò)程中，TDR（時(shí)域反射）測(cè)試是確保信號(hào)完整性和阻抗匹配的關(guān)鍵步驟。本文將深入分析三個(gè)典型的TDR測(cè)試失敗案例，探討其原因及解決方案。

一、殘樁效應(yīng)導(dǎo)致阻抗突變

案例背景

在高速PCB設(shè)計(jì)中，過(guò)孔是常用的連接不同層的結(jié)構(gòu)。然而，過(guò)孔的殘樁效應(yīng)可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸路徑中的阻抗突變，從而影響信號(hào)完整性。

原因分析

過(guò)孔殘樁是過(guò)孔中未被使用的部分，它會(huì)引入額外的寄生電感和電容，導(dǎo)致信號(hào)反射和阻抗不連續(xù)。特別是在高速信號(hào)傳輸中，這種效應(yīng)更為明顯。

優(yōu)化方案

1. 縮短殘樁長(zhǎng)度：在設(shè)計(jì)階段，盡量減少過(guò)孔的殘樁長(zhǎng)度，可以通過(guò)優(yōu)化布線(xiàn)和過(guò)孔布局來(lái)實(shí)現(xiàn)。

2. 使用背鉆技術(shù)：對(duì)于關(guān)鍵的高速信號(hào)線(xiàn)，采用背鉆技術(shù)去除過(guò)孔的殘樁部分，以減少寄生參數(shù)的影響。

3. 仿真與驗(yàn)證：利用信號(hào)完整性仿真工具，如ADS，對(duì)過(guò)孔結(jié)構(gòu)進(jìn)行仿真分析，驗(yàn)證優(yōu)化方案的效果。

二、玻璃纖維效應(yīng)引發(fā)周期性波動(dòng)

案例背景

在某些PCB設(shè)計(jì)中，尤其是在多層板中，玻璃纖維效應(yīng)可能導(dǎo)致信號(hào)傳輸中的周期性阻抗波動(dòng)，影響信號(hào)質(zhì)量。

原因分析

玻璃纖維效應(yīng)是由于PCB基材中的玻璃纖維在信號(hào)傳輸路徑上形成周期性的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致信號(hào)在傳輸過(guò)程中產(chǎn)生周期性的反射和干擾。

材料替換建議

1. 選擇低Dk材料：使用介電常數(shù)（Dk）較低的材料，如Rogers系列材料，可以減少玻璃纖維效應(yīng)的影響。

2. 優(yōu)化疊層設(shè)計(jì)：調(diào)整PCB的疊層結(jié)構(gòu)，避免信號(hào)層與玻璃纖維層之間的直接耦合。

3. 采用嵌入式材料：考慮使用嵌入式玻璃纖維材料，減少其對(duì)信號(hào)傳輸?shù)母蓴_。

三、跨分割回流造成眼圖閉合

案例背景

在高速數(shù)字電路中，眼圖閉合是一個(gè)常見(jiàn)的問(wèn)題，它可能導(dǎo)致信號(hào)誤判和系統(tǒng)性能下降?？绶指罨亓魇菍?dǎo)致眼圖閉合的一個(gè)重要原因。

原因分析

當(dāng)信號(hào)回流路徑被分割或不連續(xù)時(shí)，會(huì)導(dǎo)致回流路徑變長(zhǎng)，增加環(huán)路電感，從而引起信號(hào)的反射和抖動(dòng)，最終導(dǎo)致眼圖閉合。

補(bǔ)償措施對(duì)比

1. 地平面優(yōu)化：確保地平面的完整性，避免在信號(hào)回流路徑上設(shè)置分割或缺口。

2. 增加去耦電容：在關(guān)鍵位置增加去耦電容，減少電源噪聲對(duì)信號(hào)回流的影響。

3. 使用差分信號(hào)：對(duì)于高速信號(hào)，采用差分信號(hào)傳輸，可以有效減少回流路徑的問(wèn)題。

通過(guò)以上案例分析，可以看出在PCB設(shè)計(jì)和制造過(guò)程中，對(duì)細(xì)節(jié)的關(guān)注和優(yōu)化至關(guān)重要。合理的過(guò)孔設(shè)計(jì)、材料選擇和信號(hào)回流路徑規(guī)劃，可以有效避免TDR測(cè)試失敗，提高PCB的信號(hào)完整性和整體性能。