[发明专利]一种高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法

说明书

本发明公开了一种高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法，包括以下几个步骤，对基板上方微带线添加+10V电势，采集微带线的长度L、介质基板厚度d、介质基板的介电常数ε₂、自由空间的介电常数ε₁；根据采集到的参数建立有限差分法计算模型，应用共形技术求得分布电容值；根据得到的分布电容值，得到微带线间的串扰电压。本发明采用共形技术，能够提高计算精度。

技术领域

本发明属于通信工程中电磁兼容分析领域，尤其涉及通过对跨介质处元胞应用共形技术处理得到分布电容的，一种高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法。

背景技术

集成电路技术的飞速发展,使得电子电路越来越复杂,印制电路板(PCB)逐步走向高密度、高速度、多层面化。高速度必然引起频率升高,带来高频电磁场耦合。这是制约PCB向高速度、高密度发展的主要因素。同时产品电磁兼容性能的高低，已成为衡量电子产品和系统性能的一个重要指标，如果产品电磁兼容性能不达标，小则影响产品正常工作，大则导致系统崩溃带来不可估量的损失，而在分析设备电磁兼容特性中，分布参数的求解尤为关键。

通过文献检索获知，目前已有一些文献在研究高速PCB微带传输线间分布参数的求解问题。山东大学的霍文燕分析了密封微带线中二维电位分布的有限差分计算，并给出了电容、特性阻抗等数值结果。但是霍学者的研究只是在密封微带线具有一定的局限性。

南京理工大学的张瑛利用有限元法研究了微带线中二维电位分布，并对其进行了可视化仿真分析，在电场求解过程中将一阶渐进边界条件与磁壁条件相结合得到分布电容值。但是张学者的研究没有提及对于跨介质处元胞的处理。

俄罗斯的Mikhail等学者利用有限差分法研究了不同材质及微带线厚度、宽度等对微带线间分布电容的影响，Mikhail学者进一步分析了带状线间分布电容的大小。但是Mikhail学者的研究对于有限差分法中网格边界处及跨介质处元胞的处理均未分析。

综上所述：现有的文献对高速PCB上微带线间分布参数的求解问题还有待进一步完善。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够提高计算精度的，高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法。

本发明是通过以下技术方案实现的：

一种高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法，包括以下几个步骤，

步骤一：对基板上方微带线添加+10V电势，采集微带线的长度L、介质基板厚度d、介质基板的介电常数ε₂、自由空间的介电常数ε₁；

步骤二：根据采集到的参数建立有限差分法计算模型，应用共形技术求得分布电容值；

步骤三：根据得到的分布电容值，得到微带线间的串扰电压。

本发明一种高速PCB微带线间分布电容参数的预估方法，还可以包括：

1、有限差分法计算模型为：

C＝q/V

其中，V为对基板上方微带线添加的+10V电势，q为电荷，D为电位移矢量，电位移矢量的散度为：

其中，路径Δx的值为元胞的长，路径Δy的值为元胞的宽，E_x和E_y分别为电场在x和y方向的分量，ε₁和ε₂介电常数。

2、应用共形技术求得分布电容值的过程为：

(1)对路径Δx和Δy进行共形处理得到：