PCB板过孔残桩的建模方法、装置及电子设备与流程

文档序号:16147006发布日期:2018-12-05 16:37阅读:568来源:国知局

本申请涉及移动终端技术领域,尤其涉及一种pcb板过孔残桩的建模方法、装置及电子设备。

背景技术

信号完整性是指信号在传输路径上的质量,传输路径可以是普通的金属线,可以是光学器件,也可以是其他媒质。信号具有良好的信号完整性是指当在需要的时候,具有所必需达到的电压电平数值。差的信号完整性不是由某一单一因素导致的,而是系统设计中多种因素共同引起的。目前,信号完整性的仿真时,如图1所示,采用的均为理想的过孔模型。而实际应用中,加工工艺的水准并不能达到理想中的程度,如图2所示,会有过孔残桩。而过孔残桩存在寄生rlc(电阻、电容和电感)参数,导致仿真结果与实际结果不一致,不够精准。

申请内容

本申请的目的旨在至少在一定程度上解决上述的技术问题之一。

为此,本申请的第一个目的在于提出一种pcb板过孔残桩的建模方法,将过孔残桩对仿真的影响考虑在内,能够为仿真测试提供更真实的数据支持。

本申请的第二个目的在于提出一种pcb板过孔残桩的建模装置。

本申请的第三个目的在于提出一种电子设备。

本申请的第四个目的在于提出一种计算机可读存储介质。

为达上述目的,本申请第一方面实施例提出了一种pcb板过孔残桩的建模方法,包括:

获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸;

根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸分别计算出所述过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感;

根据所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感建立所述过孔残桩的模型。

可选的,根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸计算出所述过孔残桩的等效电阻,包括:

根据所述过孔的尺寸确定所述过孔残桩的横截面积;

确定所述过孔残桩的电阻率;

根据所述过孔残桩的横截面积、所述过孔残桩的长度以及所述过孔残桩的电阻率计算得到所述等效电阻。

可选的,根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸计算出所述过孔残桩的等效电容,包括:

根据所述过孔残桩的长度确定所述过孔残桩所附着的最后一个焊盘与底层的距离;

根据所述过孔的尺寸确定所述过孔残桩所附着的最后一个焊盘的焊盘尺寸和反焊盘尺寸;

确定介电常数;

根据所述介电常数、所述距离、所述焊盘尺寸和所述反焊盘尺寸计算得到所述等效电容。

可选的,根据所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感建立所述过孔残桩的模型,包括:

将所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感输入至仿真器中,以生成所述过孔残桩对应的仿真链路。

可选的,方法还包括:

在生成所述过孔残桩对应的仿真链路之后,利用所述仿真链路进行仿真测试。

本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模方法,通过获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸,并根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸分别计算出所述过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感,以及根据所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感建立所述过孔残桩的模型,将过孔残桩对仿真的影响考虑在内,能够为仿真测试提供更真实的数据支持。

本申请第二方面实施例提出了一种pcb板过孔残桩的建模装置,包括:

获取模块,用于获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸;

计算模块,用于根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸分别计算出所述过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感;

建立模块,用于根据所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感建立所述过孔残桩的模型。

可选的,所述计算模块,用于:

根据所述过孔的尺寸确定所述过孔残桩的横截面积;

确定所述过孔残桩的电阻率;

根据所述过孔残桩的横截面积、所述过孔残桩的长度以及所述过孔残桩的电阻率计算得到所述等效电阻。

可选的,所述计算模块,用于:

根据所述过孔残桩的长度确定所述过孔残桩所附着的最后一个焊盘与底层的距离;

根据所述过孔的尺寸确定所述过孔残桩所附着的最后一个焊盘的焊盘尺寸和反焊盘尺寸;

确定介电常数;

根据所述介电常数、所述距离、所述焊盘尺寸和所述反焊盘尺寸计算得到所述等效电容。

可选的,所述建立模块,用于:

将所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感输入至仿真器中,以生成所述过孔残桩对应的仿真链路。

可选的,装置还包括:

仿真模块,用于在生成所述过孔残桩对应的仿真链路之后,利用所述仿真链路进行仿真测试。

本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模装置,通过获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸,并根据所述过孔残桩的长度和所述过孔的尺寸分别计算出所述过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感,以及根据所述等效电阻、所述等效电容和所述等效电感建立所述过孔残桩的模型,将过孔残桩对仿真的影响考虑在内,能够为仿真测试提供更真实的数据支持。

本申请第三方面实施例提出了一种电子设备,包括:

处理器;

存储器,用于存储所述处理器的可执行指令;

其中,所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行第一方面实施例所述的pcb板过孔残桩的建模方法。

本申请第四方面实施例提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现第一方面实施例所述的pcb板过孔残桩的建模方法。

本申请附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:

图1为信号完整性仿真理想的过孔模型;

图2为信号完整性仿真实际的过孔模型;

图3为本申请一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模方法的流程图;

图4为过孔残桩对应的仿真链路的效果示意图;

图5为本申请另一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模方法的流程图;

图6为本申请一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模装置的结构框图;

图7为本申请另一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模装置的结构框图;

图8为本申请一实施例提出的电子设备的结构框图。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

下面参考附图描述本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模方法、装置及电子设备。

图3为本申请一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模方法的流程图。

如图3所示,pcb板过孔残桩的建模方法,包括以下步骤:

步骤101,获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸。

目前,在进行信号完整性仿真时,如图1所示,采用的均为理想的过孔模型。而实际应用中,加工工艺的水准并不能达到理想中的程度,如图2所示,会有过孔残桩。而过孔残桩存在寄生rlc(电阻、电容和电感)参数,导致仿真结果与实际结果不一致,不够精准。为此,本申请提出一种pcb板过孔残桩的建模方法。

在本申请的一个实施例中,获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸。

在pcb电路板领域中,在双面板和多层板中,为连通各层之间的印制导线,在各层需要连通的导线的交汇处钻上一个公共孔,即过孔。过孔的上下两面做成圆形焊盘形状(焊盘与反焊盘)。而过孔残桩则是过孔上未使用的部分。基于板厂的加工能力,过孔残桩的长度一般最小可以做到10mil(密耳)。而在不同的pcb板中,过孔的尺寸是不同的,取决于pcb板的设计,可用直径来表示过孔的尺寸大小。

步骤102,根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感。

由于过孔残桩存在寄生rlc(电阻、电容和电感)参数,会影响仿真的结果,因此,需要将上述寄生rlc参数考虑在内,才能实现更精准的仿真。

在本申请的一个实施例中,可根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感。

计算等效电阻:

具体来说,可根据过孔的尺寸确定过孔残桩的横截面积,并确定过孔残桩的电阻率,然后根据过孔残桩的横截面积、过孔残桩的长度以及过孔残桩的电阻率计算得到等效电阻。其中,过孔通常为圆形,且尺寸用直径表示,则过孔残桩的横截面积可利用圆形的求面积公式计算得到。电阻率是导体材料本身的电学性质,由导体的材料决定,为已知值。则可基于公式一计算得到等效电阻,

公式一:r=pl/s,

其中,r表示等效电阻,p表示电阻率,l表示过孔残桩的长度,s表示过孔残桩的横截面积。

计算等效电容:

具体来说,可根据过孔残桩的长度确定过孔残桩所附着的最后一个焊盘与底层的距离,并根据过孔的尺寸确定过孔残桩所附着的最后一个焊盘的焊盘尺寸和反焊盘尺寸。确定介电常数,然后根据介电常数、距离、焊盘尺寸和反焊盘尺寸计算得到等效电容。其中,介电常数又叫真空电容率,为已知常数。则可基于公式二计算得到等效电容,

公式二:

其中,cvia表示等效电容,εr为介电常数,t为过孔残桩附着的最后一个基板与底层的距离,d1为焊盘的尺寸,d2为反焊盘的尺寸,pf为电容单位皮法。

计算等效电感:

可基于公式三计算出等效电感,

公式三:

其中,lvia表示等效电感,h表示过孔残桩的长度,d表示过孔的直径,nh为电感单位纳亨。

步骤103,根据等效电阻、等效电容和等效电感建立过孔残桩的模型。

在计算得到过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感之后,便可以将等效电阻、等效电容和等效电感输入至仿真器中,以生成如图4所示的过孔残桩对应的仿真链路。

本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模方法,通过获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸,并根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感,以及根据等效电阻、等效电容和等效电感建立过孔残桩的模型,将过孔残桩对仿真的影响考虑在内,能够为仿真测试提供更真实的数据支持。

在本申请的另一个实施例中,如图5所示,pcb板过孔残桩的建模方法还包括:

步骤104,在生成过孔残桩对应的仿真链路之后,利用仿真链路进行仿真测试。

当前的仿真模型并没有考虑到过孔残桩的寄生rlc参数,导致仿真链路与实际链路存在差异,不够精准。而本申请将过孔残桩的寄生rlc参数加入到仿真链路中,使仿真链路与实际链路更加接近,从而提高仿真的精确度。

为了实现上述实施例,本申请还提出了一种pcb板过孔残桩的建模装置。

图6为本申请一实施例提出的pcb板过孔残桩的建模装置的结构框图。

如图6所示,该装置包括获取模块610、计算模块620和建立模块630。

其中,获取模块610,用于获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸。

计算模块620,用于根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感。

建立模块630,用于根据等效电阻、等效电容和等效电感建立过孔残桩的模型。

如图7所示,本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模装置还可包括仿真模块640。

仿真模块640,用于在生成过孔残桩对应的仿真链路之后,利用仿真链路进行仿真测试。

需要说明的是,前述对pcb板过孔残桩的建模方法的解释说明,也适用于本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模装置,本申请实施例中未公布的细节,在此不再赘述。

本申请实施例的pcb板过孔残桩的建模装置,通过获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸,并根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感,以及根据等效电阻、等效电容和等效电感建立过孔残桩的模型,将过孔残桩对仿真的影响考虑在内,能够为仿真测试提供更真实的数据支持。

为了实现上述实施例,本申请还提出了一种计算机可读存储介质,其上存储有计算机程序,其特征在于,该程序被处理器执行时实现本申请第一方面实施例的pcb板过孔残桩的建模方法。

为了实现上述实施例,本申请还提出了一种电子设备。

如图8所示,电子设备800包括处理器810和存储器820及存储在存储器820上并可在处理器810上运行的计算机程序801,处理器810用于执行本申请第一方面实施例的pcb板过孔残桩的建模方法。

例如,计算机程序可被处理器执行以完成以下步骤的pcb板过孔残桩的建模方法:

步骤101’,获取过孔残桩的长度和过孔的尺寸。

步骤102’,根据过孔残桩的长度和过孔的尺寸分别计算出过孔残桩的等效电阻、等效电容和等效电感。

步骤103’,根据等效电阻、等效电容和等效电感建立过孔残桩的模型。

在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本申请的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本申请的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得程序,然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解,本申请的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本申请的限制,本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

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