高速PCB过孔设计要点：寄生电容与电感详解

在工程师总结的PROTEL技术大全（二）中，本文主要探讨了PCB设计中过孔的寄生效应，这两个关键特性对高速数字电路性能有着显著影响。首先，过孔的寄生电容是由于过孔本身对地的存在，其大小可以用公式C=1.41εTD1/(D2-D1)估算。这种电容会导致信号上升时间延长，降低电路速度。例如，一个特定尺寸的过孔可能导致0.517pF的电容，从而引起约31.28ps的上升时间变化。 其次，过孔的寄生电感也是一个不容忽视的因素，尤其是在高速电路中。其计算公式为L=5.08h[ln(4h/d)+1]，电感受过孔长度影响较大。在上述例子中，过孔的电感约为1.015nH。当信号上升时间为1ns时，过孔的寄生电感会形成约3.19Ω的等效阻抗，这在高频电路中可能会影响电源系统的滤波效果。特别是在电源层和地层之间的旁路电容路径中，过孔寄生电感会成倍增加。 因此，对于高速PCB设计，过孔的选择和布局至关重要。设计者必须考虑到过孔的寄生电容和电感，尽量减少它们对信号完整性的影响，例如选择合适的过孔尺寸、优化层间路径以及合理利用铺地层来减小寄生效应。这要求设计师具备深入理解电路原理和PCB结构的知识，以便做出最佳设计决策，确保电路性能的稳定和高效。