微带线和带状线设计
作为包括这些计算的示例,一块双层板可能用20 mil宽(W)、1盎司(T=1.4)的铜走线,并由10 mil (H) FR-4 (εr= 4.0)的介电材料分离。结果,该微带线的阻抗为50 Ω左右。对于其他标准阻抗(如75Ω的视频标准阻抗),使"W"调整为8.3 mil左右即可。
本文引用地址:http://www.amcfsurvey.com/article/274270.htm微带线设计的一些指导原则
本例涉及到一个有趣且微妙的要点。参考文献2讨论了与微带PCB阻抗相关的有用指导原则。若介电常数为4.0 (FR-4),结果显示,当W/H为2/1时,阻抗将接近50Ω(与第一个示例类似,其中,W = 20 mil)。
仔细的读者会发现,根据等式3预测,Zo应为46Ω左右,与参考文献2提到的精度(>5%)相吻合。IPC微带线等式在50Ω与100 Ω之间最精确,但当阻抗低于或超过该范围时,其精度则大幅下降。
根据等式5,也可以计算微带线的传播延迟。这是微带信号走线的单向通过时间。有趣的是,对于给定的几何模型,延迟常数(单位:ns/ft)仅为介电常数而非走线维度的函数(见参考文献6)。请注意,这可以带来极大的便利。意味着,当给定PCB基板(并给定εr)时,各种阻抗线路的传播延迟常数是固定不变的。
该延迟常数也可以ps/in为单位,这样更适用于小型PCB。即:
因此,举例来说,对于PCB介电常数4.0,不难发现微带线的延迟常数约为1.63 ns/ft,合136 ps/in。这两条额外的准则对于设计PCB走线中信号的时序具有参考意义。
对称带状线PCB传输线路
从多种角度来看,多层PCB是一种更好的PCB设计方法。在这种模式下,信号走线嵌入电源层与接地层之间,如图3中的横截面视图所示。低阻抗交流接地层和嵌入的信号走线形成一条对称带状线传输线路。
从图中可以看出,高频信号走线的电流回路直接位于接地层/电源层上的信号走线的上方和下方。因此,高频信号被完全限制在PCB板内部,结果使放射降至最低,为输入杂散信号提供了天然的屏障。
Figure 3: A Symmetric Stripline Transmission Line With Defined Impedance is Formed by a PCB Trace of Appropriate Geometry Embedded Between Equally Spaced Ground and/or Power Planes
该设计的特性阻抗同样取决于几何图形以及PCB介电质的εr。该带状传输线路的ZO可表示为:
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