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電子發(fā)燒友網(wǎng)>電子資料下載>嵌入式開發(fā)>微帶線和帶狀線設(shè)計(jì)

微帶線和帶狀線設(shè)計(jì)

2017-11-08 | rar | 0.6 MB | 次下載 | 1積分

資料介紹

人們撰寫了大量文章來闡述如何端接PCB走線特性阻抗以避免信號(hào)反射。但是,妥善運(yùn)用傳輸線路技術(shù)的時(shí)機(jī)尚未說清楚。
  下面總結(jié)了針對(duì)邏輯信號(hào)的一條成熟的適用性指導(dǎo)方針。
  當(dāng)PCB走線單向傳播延時(shí)等于或大于施加信號(hào)上升/下降時(shí)間(以最快邊沿為準(zhǔn))時(shí)端接傳輸線路特性阻抗。例如,在Er = 4.0介電質(zhì)上2英寸微帶線的延時(shí)約270 ps。嚴(yán)格貫徹上述規(guī)則,只要信號(hào)上升時(shí)間不到~500 ps,端接是適當(dāng)?shù)摹?br />   更保守的規(guī)則是使用2英寸(PCB走線長度)/納秒(上升/下降時(shí)間)規(guī)則。如果信號(hào)走線超過此走線長度/速度準(zhǔn)則,則應(yīng)使用端接。例如,如果高速邏輯上升/下降時(shí)間為5 ns,PCB走線等于或大于10英寸(其中測(cè)量長度包括曲折線),就應(yīng)端接其特性阻抗。
  在模擬域內(nèi),必須注意,運(yùn)算放大器其他電路也應(yīng)同樣適用這條2英寸/納秒指導(dǎo)方針,以確定是否需要傳輸線路技術(shù)。例如,如果放大器必須輸出最大頻率fmax,則等效上升時(shí)間tr和這個(gè)fmax相關(guān)。這個(gè)限制上升時(shí)間tr可計(jì)算如下:
  tr=0.35/fmax 等式1
  然后將tr乘以2英寸/納秒來計(jì)算最大PCB走線長度。例如,最大頻率100 MHz對(duì)應(yīng)于3.5 ns的上升時(shí)間,所以載送此信號(hào)的7英寸或以上走線應(yīng)視為傳輸線路。
  PCB板上受控阻抗走線的設(shè)計(jì)
  在受控阻抗設(shè)計(jì)中,可以采用多種走線幾何形狀,既可與PCB布局圖合二為一,也可與其相結(jié)合。在下面的討論中,基本模式遵循IPC標(biāo)準(zhǔn)2141A的規(guī)定。請(qǐng)注意,下面的圖示中將使用術(shù)語“接地層”。需要了解的是,該接地層實(shí)際上是一個(gè)大面積、低阻抗的參考層。在實(shí)踐中,可能是一個(gè)接地層或電源層,假定二者的交流電位均為零。
  首先是簡單的平面上布線形式的傳輸線路,也稱微帶線。圖1所示為橫截面視圖。這類傳輸線路可能是實(shí)驗(yàn)板中使用的信號(hào)線。其構(gòu)成非常簡單,一條分立的絕緣線以固定間距分布于接地層上。介電質(zhì)既可能是線材的絕緣層,也可能是該絕緣層與空氣的結(jié)合體。
  微帶線和帶狀線設(shè)計(jì)
  圖1:一種阻抗既定的微帶線傳輸線路由一條分布于接地層的絕緣線形成
  該線路的阻抗(單位:歐姆)可以用等式2估算。其中,D為導(dǎo)體直徑,H為線材在接地層上的間距,εr為介電常數(shù)。
  微帶線和帶狀線設(shè)計(jì)?等式2
  對(duì)于與PCB相融合的圖形,有多種幾何模型可供選擇,分為單端和差分兩類。這些在IPC標(biāo)準(zhǔn)2141A(見參考文獻(xiàn)1)中有詳細(xì)說明,這里對(duì)兩個(gè)常見示例略加說明。
  在開始進(jìn)行任何基于PCB傳輸線路設(shè)計(jì)時(shí),必須知道,有大量的等式都聲稱適用于此類設(shè)計(jì)。此時(shí),一個(gè)極其重要的問題就是,“哪些等式是精確的呢?”不幸的 是,沒有一個(gè)等式是完全精確的!所有現(xiàn)有等式都是近似值,因而,其精度不盡相同,取決于具體情況。最知名也是引用最多的是參考文獻(xiàn)1中給出的等式,但是, 即使這些等式也存在一些應(yīng)用問題。
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