MT-094微带线和带状线设计PDF-AnalogDevices.PDFVIP

MT-094 指南 微带线和带状线设计 简介 人们撰写了大量文章来阐述如何端接PCB走线特性阻抗以避免信号反射。但是，妥善运用 传输线路技术的时机尚未说清楚。 下面总结了针对逻辑信号的一条成熟的适用性指导方针。 当PCB走线单向传播延时等于或大于施加信号上升/下降时间(以最快边沿为准)时端接传输 线路特性阻抗。 例如，在Er = 4.0介电质上2英寸微带线的延时约270 ps 。严格贯彻上述规则，只要信号上升 时间不到~500 ps ，端接是适当的。 更保守的规则是使用2英寸(PCB走线长度)/纳秒(上升/下降时间)规则。如果信号走线超过 此走线长度/速度准则，则应使用端接。 例如，如果高速逻辑上升/下降时间为5 ns ，PCB走线等于或大于10英寸(其中测量长度包括 曲折线)，就应端接其特性阻抗。 在模拟域内，必须注意，运算放大器和其他电路也应同样适用这条2英寸/纳秒指导方针， 以确定是否需要传输线路技术。例如，如果放大器必须输出最大频率f ，则等效上升时 max 间tr和这个f 相关。这个限制上升时间t 可计算如下： max r tr = 0.35/fmax 等式 1 然后将t 乘以2英寸/纳秒来计算最大PCB走线长度。例如，最大频率100 MHz对应于3.5 ns的 r 上升时间，所以载送此信号的7英寸或以上走线应视为传输线路。 PCB板上受控阻抗走线的设计 在受控阻抗设计中，可以采用多种走线几何形状，既可与PCB布局图合二为一，也可与其 相结合。在下面的讨论中，基本模式遵循IPC标准2141A的规定(见参考文献1)。 Rev.0, 01/09, WK Page 1 of 7 MT-094 请注意，下面的图示中将使用术语“接地层” 。需要了解的是，该接地层实际上是一个大面 积、低阻抗的参考层。在实践中，可能是一个接地层或电源层，假定二者的交流电位均为 零。 首先是简单的平面上布线形式的传输线路，也称微带线。图1所示为横截面视图。这类传 输线路可能是实验板中使用的信号线。其构成非常简单，一条分立的绝缘线以固定间距分 布于接地层上。介电质既可能是线材的绝缘层，也可能是该绝缘层与空气的结合体。 DD WWIIRERE DIELECDIELECTTRRIICC HH GRGROOUND PUND PLLAANNEE 图1：一种阻抗既定的微带线传输线路 由一条分布于接地层的绝缘线形成 该线路的阻抗(单位：欧姆)可以用等式2估算。其中，D为导体直径，H为线材在接地层上 的间距，ε 为介电常数。 r 等式 2 对于与PCB相融合的图形，有多种几何模型可供选择，分为单端和差分两类。这些在IPC 标准2141A(见参考文献1)中有详细说明，这里对两个常见示例略加说明。 在开始进行任何基于PCB传输线路设计时，必须知道，有大量的等式都声称适用于此类设 计。此时，一个极其重要的问题就是，“哪些等式是精确的呢？”不幸的是，没有一