高速PCB設(shè)計(jì)基礎(chǔ)知識(shí)
什么是傳輸線?
傳輸線的定義是有信號(hào)回流的信號(hào)線(由兩條一定長(zhǎng)度導(dǎo)線組成,一條是信號(hào)傳播路徑,另一條是信號(hào)返回路徑。),最常見的傳輸線也就是我們PCB板上的走線。
分析傳輸線,一定要聯(lián)系返回路徑,單根的導(dǎo)體并不能成為傳輸線;2. 和電阻,電容,電感一樣,傳輸線也是一種理想的電路元件,但是其特性卻大不相同,用于仿真效果較好,但電路概念卻比較復(fù)雜;3. 傳輸線有兩個(gè)非常重要的特征:特性阻抗和時(shí)延。

傳輸線阻抗
先來澄清幾個(gè)概念,我們經(jīng)常會(huì)看到阻抗、特性阻抗、瞬時(shí)阻抗,嚴(yán)格來講,他們是有區(qū)別的,但是萬變不離其宗,它們?nèi)匀皇亲杩沟幕径x:
將傳輸線始端的輸入阻抗簡(jiǎn)稱為阻抗;
將信號(hào)隨時(shí)遇到的及時(shí)阻抗稱為瞬時(shí)阻抗;
如果傳輸線具有恒定不變的瞬時(shí)阻抗,就稱之為傳輸線的特性阻抗。
特性阻抗描述了信號(hào)沿傳輸線傳播時(shí)所受到的瞬態(tài)阻抗,這是影響傳輸線電路中信號(hào)完整性的一個(gè)主要因素。
如果沒有特殊說明,一般用特性阻抗來統(tǒng)稱傳輸線阻抗。
傳輸時(shí)延
Time delay又叫時(shí)延(TD),通常是指電磁信號(hào)或者光信號(hào)通過整個(gè)傳輸介質(zhì)所用的時(shí)間。在傳輸線上的時(shí)延就是指信號(hào)通過整個(gè)傳輸線所用的時(shí)間。
Propagation delay又叫傳播延遲(PD),通常是指電磁信號(hào)或者光信號(hào)在單位長(zhǎng)度的傳輸介質(zhì)中傳輸?shù)臅r(shí)間延遲,與“傳播速度”成反比例(倒數(shù))關(guān)系,單位為“Ps/inch”或“s/m”。
從定義中可以看出時(shí)延=傳播延遲*傳輸長(zhǎng)度(L)。
PCB的傳輸線結(jié)構(gòu)
典型PCB中所見到的傳輸線結(jié)構(gòu)是由嵌入或臨近電介質(zhì)或絕緣材料,并且具有一個(gè)或多個(gè)參考平面的導(dǎo)線構(gòu)成。典型PCB中的金屬是銅,而電介質(zhì)是一種叫FR4的玻璃纖維。數(shù)字設(shè)計(jì)中最常見的兩種傳輸線類型是微帶線和帶狀線。
微帶線通常指PCB外層的走線,并且只有一個(gè)參考平面。微帶線有兩種類型:埋式或非埋式。埋式(有時(shí)又稱作潛入式)微帶線就是將一根傳輸線簡(jiǎn)單地嵌入電介質(zhì)中,但其依然只有一個(gè)參考平面。帶狀線是指介于兩個(gè)參考平面之間的內(nèi)層走線。
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