高速电路PCB的设计实践PPT精选.ppt

高速电路PCB设计实践 ·学习高速电路PCB设计的必要性 高速电路设计理论基础 PCB简介 · PCB EDA软件简介 PCB设计流程 课程时间:(周一至周五) 8:00~11:00:14:00~17:00  高速数字电路设计理论基础 ·高速与低速的区别? 什么是高速电路? ·高速电路与高频电路的区别? 传输线理论  高速数字电路简介 频率vs.信号沿 即信号的时钟频率 Clock Vs.信号的有效频率 Knee 0.5 T信号的上升时间 高速数字信号由信号的边沿速度决定,一般认为上升时间小于 4倍信号传输延迟时,可视为高速信号。平常讲的高频信号是针对 信号时钟频率而言的。设计开发高速电路应具备信号分析、传输线、 模拟电路的知识 T-T d  电信号传播 信号在沿着传输线传输时,是以电磁波的形式传输的。电磁波 包含时变的电场和磁场。 电信号在真空中的传播速度大约是30万公里每秒,即3×10410 cmS(^表示幂运算),亦即约11800mi/ns 在其他介质中,假设相对介电常数为Er,则传播速度约为 11800×ErA0.5mins 般PCB板FR4材料的介电常数是4左右,所以,电信号在其 中的传播速度大约是11800/4^05)=5900ms  高速数字电路简介 假设一种脉冲信号的上 升沿大约是10ns(有效频 05GHz),它在FR-4的 印刷电路板中沿内层走线 传输有56in.长,这由以下 公式可算得 上升 t-iI, tIc: 单位 上升沿 长度 取Td=180 ps/inch LEN 得L=56inch 6I  四种常见传输线 同轴电缆 外层介质 微带线 外层屏蔽 传导层 内层介质 电视天线 层导体 PCB中的传输线 双绞线 带状线 电话线、网线(●于—第一导体 接地层 介质 传导层 接地层 第二导体 PCB简介  PCB板中的传输线分析 昙(层),信号层微將f输线 第一层,平的层 第一层,信号层,带线 彖介质5 第层,信号,带状传输线 第五层平面层 层层(第/层昙),信号层微带传输线  相对介电常数g 我们常用的PCB介质是FR4材料的,相对空气的介电常数是 4.2-47。这个介电常数是会随温度变化的,在0-70度的温度范围内 其最大变化范围可以达到20%。介电常数的变化会导致线路延时 10%的变化,温度越高,延时越大。介电常数还会随信号频率变化, 频率越高介电常数越小。100M以下可以用45计算板间电容以及延 时 般的FR4材料的PCB板中内层信号的传输速度为180ps/inch。 表层一般要视情况而定,一般介于140与170之间。  微带线 Microstrip 1 foot=12 inch 1 inch 2.54 cm h 1 inch 1000 mils 1英寸=1000密耳 98h 10= 1.44 mils 特性阻抗Z0= In +1.410.8v+t 1盎司=1.44密耳 传输延迟tPD=1.017√0457+0.67(5 f 原 10z=31.1g克 或8504758+067(mch) 在PCB板上,一平方 英寸的铜箔,厚度为 固有电容C0=1000元( P 1.44mil时,质量为 10z H 固有电感L0=z02C0(/f)  微带线 Microstrip W↓信号线(微带传输线) 信号层 电介质5 平面层 Z777777777777 5.98h +1.4 0.8v+t n85√0475+0.67(ps/m)