作為包括這些計算的示例,一塊雙層板可能用20 mil寬(W)、1盎司(T=1.4)的銅走線,并由10 mil (H) FR-4 (εr= 4.0)的介電材料分離。結(jié)果,該微帶線的阻抗為50 Ω左右。對于其他標(biāo)準(zhǔn)阻抗(如75Ω的視頻標(biāo)準(zhǔn)阻抗),使"W"調(diào)整為8.3 mil左右即可。
本文引用地址:微帶線設(shè)計的一些指導(dǎo)原則
本例涉及到一個有趣且微妙的要點。參考文獻(xiàn)2討論了與微帶PCB阻抗相關(guān)的有用指導(dǎo)原則。若介電常數(shù)為4.0 (FR-4),結(jié)果顯示,當(dāng)W/H為2/1時,阻抗將接近50Ω(與第一個示例類似,其中,W = 20 mil)。
仔細(xì)的讀者會發(fā)現(xiàn),根據(jù)等式3預(yù)測,Zo應(yīng)為46Ω左右,與參考文獻(xiàn)2提到的精度(>5%)相吻合。IPC微帶線等式在50Ω與100 Ω之間最精確,但當(dāng)阻抗低于或超過該范圍時,其精度則大幅下降。
根據(jù)等式5,也可以計算微帶線的傳播延遲。這是微帶信號走線的單向通過時間。有趣的是,對于給定的幾何模型,延遲常數(shù)(單位:ns/ft)僅為介電常數(shù)而非走線維度的函數(shù)(見參考文獻(xiàn)6)。請注意,這可以帶來極大的便利。意味著,當(dāng)給定PCB基板(并給定εr)時,各種阻抗線路的傳播延遲常數(shù)是固定不變的。
等式5
該延遲常數(shù)也可以ps/in為單位,這樣更適用于小型PCB。即:
等式6
因此,舉例來說,對于PCB介電常數(shù)4.0,不難發(fā)現(xiàn)微帶線的延遲常數(shù)約為1.63 ns/ft,合136 ps/in。這兩條額外的準(zhǔn)則對于設(shè)計PCB走線中信號的時序具有參考意義。
對稱帶狀線PCB傳輸線路
從多種角度來看,多層PCB是一種更好的PCB設(shè)計方法。在這種模式下,信號走線嵌入電源層與接地層之間,如圖3中的橫截面視圖所示。低阻抗交流接地層和嵌入的信號走線形成一條對稱帶狀線傳輸線路。
從圖中可以看出,高頻信號走線的電流回路直接位于接地層/電源層上的信號走線的上方和下方。因此,高頻信號被完全限制在PCB板內(nèi)部,結(jié)果使放射降至最低,為輸入雜散信號提供了天然的屏障。
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
該設(shè)計的特性阻抗同樣取決于幾何圖形以及PCB介電質(zhì)的εr。該帶狀傳輸線路的ZO可表示為:
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