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PCB中的传输线结构
PCB中的传输线结构
大家在典型的PCB中用到的传输线是由埋入或者附着在具有一个或多个参考平面的绝缘材料上的导电迹线构成的,导电迹线一般使用铜材料,电介质使用一种叫“FR4”的玻璃纤维。
数字设计系统中最常见的两种传输线结构是微带线和带状线。微带线分为标准微带线和嵌入式微带线。前者是指PCB外层的走线,它直接贴附在介质平面上并暴露于空气中。后者是前者的改进,区别在于铜线上覆盖了介质材料。带状线是在两个导电平面结构中被介质材料所包围的传输线,根据它与两个导电平面之间的距离是否相等又可以分为对称带状线和不对称带状线。
微带线的局部结构如图所示,它是由介质基片的一边为中心导带,另一边为接地板构成,基片厚度为九,中心导带宽度为W。一股采用光刻技术制作而成。这种传输线结构简单,方便加工,很容易实现微带电路的小型化和集成化,故在PCB中得到广泛的应用。
PCB传输线参数
PCB传输线有两个非常重要的特征:特征阻抗和时延。可以利用这两个特征来预测和描述信号与PCB传输线的大多数相互行为。
特征阻抗描述了信号沿PCB传输线传播时所受到的瞬态阻抗,它是PCB传输线的固有属性,仅和PCB传输线的单位长度上的分布电感L、分布电容C、材料特性和介电常数有关,与PCB传输线长度无关。宽度变化的导线没有固定的特征阻抗,只有导线的几何结构和材料特性保持不变,那么PCB传输线的特征阻抗就是恒定的。
R,G分别为阻抗和导纳;ω为信号角频率。因为R和G都比其他项要小得多,通常特征阻抗近似为式(3-2)即可,仅在甚高频或线路有极大损耗时,阻抗R和导纳G分量才变得重要。
另外,有损线还可导出更复杂的特征阻抗,其中含有虚部分量。不过在工程设计中,只考虑特征阻抗的幅值。直接给出在PCB中常见的微带线和对称带状线的近似计算公式。
时延的概念比较容易理解,即信号传输经过整个线长所用的时间总量,在时序分析里将详细介绍传播速度和时间有关的知识,其中,td表示时延;ι表示PCB传输线长度;υ表示信号的传输速度。
大家在典型的PCB中用到的传输线是由埋入或者附着在具有一个或多个参考平面的绝缘材料上的导电迹线构成的,导电迹线一般使用铜材料,电介质使用一种叫“FR4”的玻璃纤维。
数字设计系统中最常见的两种传输线结构是微带线和带状线。微带线分为标准微带线和嵌入式微带线。前者是指PCB外层的走线,它直接贴附在介质平面上并暴露于空气中。后者是前者的改进,区别在于铜线上覆盖了介质材料。带状线是在两个导电平面结构中被介质材料所包围的传输线,根据它与两个导电平面之间的距离是否相等又可以分为对称带状线和不对称带状线。
微带线的局部结构如图所示,它是由介质基片的一边为中心导带,另一边为接地板构成,基片厚度为九,中心导带宽度为W。一股采用光刻技术制作而成。这种传输线结构简单,方便加工,很容易实现微带电路的小型化和集成化,故在PCB中得到广泛的应用。
PCB传输线参数
PCB传输线有两个非常重要的特征:特征阻抗和时延。可以利用这两个特征来预测和描述信号与PCB传输线的大多数相互行为。
特征阻抗描述了信号沿PCB传输线传播时所受到的瞬态阻抗,它是PCB传输线的固有属性,仅和PCB传输线的单位长度上的分布电感L、分布电容C、材料特性和介电常数有关,与PCB传输线长度无关。宽度变化的导线没有固定的特征阻抗,只有导线的几何结构和材料特性保持不变,那么PCB传输线的特征阻抗就是恒定的。
R,G分别为阻抗和导纳;ω为信号角频率。因为R和G都比其他项要小得多,通常特征阻抗近似为式(3-2)即可,仅在甚高频或线路有极大损耗时,阻抗R和导纳G分量才变得重要。
另外,有损线还可导出更复杂的特征阻抗,其中含有虚部分量。不过在工程设计中,只考虑特征阻抗的幅值。直接给出在PCB中常见的微带线和对称带状线的近似计算公式。
时延的概念比较容易理解,即信号传输经过整个线长所用的时间总量,在时序分析里将详细介绍传播速度和时间有关的知识,其中,td表示时延;ι表示PCB传输线长度;υ表示信号的传输速度。
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