傳輸線(xiàn)及其分布電容、分布電感及特性阻抗是影響高速信號(hào)傳輸質(zhì)量的重要因素,,高速互聯(lián)電路中的很多現(xiàn)象如:阻抗不連續(xù),、反射、串?dāng)_,、地彈等都與這些因素相關(guān),。只有掌握了相關(guān)的傳輸線(xiàn)及其分布電容、分布電感及特性阻抗的知識(shí)點(diǎn),,才能使我們今后在面對(duì)高速PCB設(shè)計(jì)時(shí),,避免出現(xiàn)信號(hào)完整性問(wèn)題。 PCB通常由兩個(gè)導(dǎo)電層(通常為銅箔)及夾在中間的介電層(常用的如環(huán)氧樹(shù)脂玻璃纖維板材)壓合而成,。然后導(dǎo)電層通過(guò)蝕刻,,最終形成了PCB上的互聯(lián)導(dǎo)線(xiàn),PCB上的導(dǎo)線(xiàn)起到連接各個(gè)信號(hào)節(jié)點(diǎn)的作用,。 我們知道,,兩個(gè)互相平行、以空間或介電質(zhì)隔離的兩片薄板導(dǎo)體便構(gòu)成了電容,。無(wú)論該導(dǎo)體呈什么形狀,,都會(huì)存在電容,導(dǎo)體的形狀只會(huì)影響電容的大小,,而不會(huì)使得電容消失,。 http://www. 對(duì)于PCB上的走線(xiàn),,由于空間結(jié)構(gòu)較長(zhǎng),走線(xiàn)導(dǎo)體的每一部分都會(huì)與其周?chē)膶?dǎo)體之間形成電容,,分布在走線(xiàn)的整個(gè)長(zhǎng)度區(qū)間內(nèi),,稱(chēng)之為分布電容。 當(dāng)信號(hào)沿著PCB傳輸時(shí),,每傳輸一個(gè)單位長(zhǎng)度都會(huì)感受到電容的存在,。在高頻的情況下,導(dǎo)體之間的分布電容將直接影響電路的行為,。高速互聯(lián)電路中的很多現(xiàn)象如:阻抗不連續(xù),、反射、串?dāng)_等都與分布電容有關(guān),。 電感是信號(hào)完整性分析的另一個(gè)非常重要的參考量,,很多信號(hào)完整性問(wèn)題都與電感有關(guān),如:阻抗不連續(xù),、反射,、串?dāng)_、地彈噪聲等都與電感有關(guān),。對(duì)于PCB上的走線(xiàn),,和分布電容一樣,走線(xiàn)的每個(gè)單位長(zhǎng)度都存在自感,,并且與周?chē)膶?dǎo)體之間也存在互感的現(xiàn)象,,電感分布在走線(xiàn)的整個(gè)長(zhǎng)度區(qū)間內(nèi),電感是分布式的,。 對(duì)于高速數(shù)字電路而言,,導(dǎo)線(xiàn)其自身的電阻對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊懯强梢院雎圆挥浀茫驗(yàn)楦咚傩盘?hào)傳輸流過(guò)的幾個(gè)毫安的電流不會(huì)引起太大的信號(hào)完整性問(wèn)題,。但是導(dǎo)線(xiàn)的特性阻抗(Z)卻是至關(guān)重要的一個(gè)因素,。 如果傳輸線(xiàn)是均勻的,信號(hào)無(wú)論走到傳輸線(xiàn)的什么位置,,其所受到的阻抗都是相同的,,那么用一個(gè)阻抗值就可以表示整個(gè)傳輸線(xiàn)的阻抗特性,這個(gè)阻抗值便稱(chēng)為傳輸線(xiàn)的特性阻抗,。 對(duì)于信號(hào)的傳輸路徑和返回路徑的分析,,需要分析傳輸線(xiàn)的分布電容和分布電感,以及傳輸線(xiàn)之間填充介質(zhì)的介電常數(shù),。當(dāng)信號(hào)在傳輸線(xiàn)上傳播時(shí),傳輸線(xiàn)對(duì)走線(xiàn)上信號(hào)的影響主要是傳輸線(xiàn)的分布電容,、分布電感及介質(zhì)對(duì)傳輸?shù)碾姶挪ǖ挠绊?。?dāng)信號(hào)在傳輸線(xiàn)上傳播時(shí),,每個(gè)時(shí)刻傳輸線(xiàn)上的點(diǎn)都有對(duì)應(yīng)的電壓分布及電流分布,電壓與電流的比值就表示這個(gè)位置信號(hào)所受到的阻抗,,這個(gè)參數(shù)是用來(lái)評(píng)測(cè)傳輸線(xiàn)對(duì)信號(hào)傳輸影響大小的一個(gè)至關(guān)重要的因素,。特性阻抗對(duì)信號(hào)的完整性而言非常重要。在高速信號(hào)傳輸?shù)倪^(guò)程中,,如果下一步的阻抗和上一步的阻抗相不匹配,,則會(huì)發(fā)生信號(hào)反射等不良影響。 http://www. 因此,,對(duì)于高速PCB設(shè)計(jì)而言,,我們的目標(biāo)是是的信號(hào)在傳輸過(guò)程中盡量保持阻抗穩(wěn)定,因此首先必須保持傳輸線(xiàn)特性阻抗的穩(wěn)定,,所以我們做PCB時(shí),,需要要求板廠(chǎng)對(duì)PCB進(jìn)行阻抗控制,但是由于各種因素的影響,,會(huì)導(dǎo)致實(shí)際生產(chǎn)出來(lái)的傳輸線(xiàn)不可能是嚴(yán)格均勻的(如走線(xiàn)蝕刻造成的邊緣粗糙而使得線(xiàn)寬有微小的變化),,因而沿傳輸線(xiàn)各個(gè)點(diǎn)的瞬態(tài)阻抗是變化的,但是只要這種阻抗波動(dòng)很?。ū热缫笞杩箍刂圃?0歐 ±10%這個(gè)水平),,我們依然可以用特性阻抗近似地表示傳輸線(xiàn)的整體特性。 分布電容,、分布電感及其特性阻抗的計(jì)算可用通過(guò) PCB參數(shù)計(jì)算神器-Saturn PCB Design Toolkit下載及安裝指南這個(gè)工具很方便的算出,。 |
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