Leiterplattentechnisch - Analyse der Übertragungsleitung in Hochgeschwindigkeits-PCB

Zu lernen Hochgeschwindigkeits-PCB Design, Wir müssen zuerst wissen, was Übertragungsleitung ist. Das Signal wird reflektiert, weil die Verdrahtung auf der Leiterplatte eine bestimmte Impedanz hat. Wenn die Impedanz auf der Leitung nicht mit der Impedanz am Ausgangsende übereinstimmt, das Signal wird reflektiert. Signalübertragung in PCB hat eine Verzögerung, wenn der Zeitpunkt nicht übereinstimmt, das System wird schlagen. Diese sind alle wegen der Übertragungsleitungsprobleme.

Was ist eine Übertragungsleitung?

Übertragungsleitung ist definiert als die Signalleitung mit Signalrückgabe (bestehend aus zwei Drähten bestimmter Länge, einer ist der Signalausbreitungsweg, der andere ist der Signalrückgabeweg) Die gemeinsame Übertragungsleitung ist die Verdrahtung auf unserer Leiterplatte.

1. Die Analyse der Übertragungsleitung muss den Rückweg kontaktieren, ein einzelner Leiter kann keine Übertragungsleitung sein; 2. Wie Widerstand, Kapazität, Induktivität, Übertragungsleitung ist auch ein ideales Schaltungselement, aber seine Eigenschaften sind ganz unterschiedlich, es ist besser für Simulation, aber das Schaltungskonzept ist komplexer; 3. Übertragungsleitung hat zwei sehr wichtige Eigenschaften: charakteristische Impedanz und Zeitverzögerung.

Konzept- und Strukturanalyse der Übertragungsleitung in Hochgeschwindigkeits-PCB Design

Impedanz der Übertragungsleitung

Lassen Sie uns zunächst einige Konzepte klären. Wir sehen oft Impedanz, charakteristische Impedanz und momentane Impedanz. Streng genommen sind sie unterschiedlich, aber sie sind immer noch die grundlegende Definition der Impedanz

Die Eingangsimpedanz am Anfang der Übertragungsleitung wird als Impedanz bezeichnet;

Die momentane Impedanz, auf die das Signal jederzeit trifft, wird als momentane Impedanz bezeichnet.

Wenn die Übertragungsleitung eine konstante momentane Impedanz hat, wird sie die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung genannt.

Charakteristische Impedanz beschreibt die transiente Impedanz eines Signals, das sich entlang einer Übertragungsleitung ausbreitet, die ein Hauptfaktor ist, der die Signalintegrität einer Übertragungsleitungsschaltung beeinflusst.

Wenn es keine spezielle Beschreibung gibt, wird die charakteristische Impedanz im Allgemeinen verwendet, um die Übertragungsleitungsimpedanz aufzurufen.

Übertragungsverzögerung

Zeitverzögerung, auch Zeitverzögerung (TD) genannt, bezieht sich normalerweise auf die Zeit, die benötigt wird, um elektromagnetische oder optische Signale durch das gesamte Übertragungsmedium zu durchlaufen. Die Verzögerung auf der Übertragungsleitung ist die Zeit, die benötigt wird, bis das Signal die gesamte Übertragungsleitung durchläuft.

Ausbreitungsverzögerung, auch bekannt als Ausbreitungsverzögerung (PD), bezieht sich normalerweise auf die Zeitverzögerung des elektromagnetischen Signals oder optischen Signals, die im Übertragungsmedium der Einheitslänge übertragen wird, die umgekehrt proportional zur "Ausbreitungsgeschwindigkeit" ist, und die Einheit ist "PS-Zoll" oder "s-M".

Aus der Definition ist ersichtlich, dass Verzögerung der Ausbreitungsverzögerung von Übertragungslänge (L) abhängt.

Übertragungsleitungsstruktur der Leiterplatte

Die Übertragungsleitungsstruktur, die in einer typischen Leiterplatte gesehen wird, besteht aus Drähten, die in oder neben dielektrischen oder isolierenden Materialien eingebettet sind und eine oder mehrere Referenzebenen aufweisen. Das Metall in einer typischen Leiterplatte ist Kupfer, während das Dielektrikum eine Glasfaser namens FR4 ist.

Die Microstrip-Linie bezieht sich normalerweise auf das Routing der äußeren Schicht der Leiterplatte, und es gibt nur eine Referenzebene. Es gibt zwei Arten von Mikrostreifenlinien: begraben oder nicht begraben. Begrabene (manchmal auch als "untergetauchte") Mikrostreifenleitung bezeichnet eine Übertragungsleitung, die einfach in das Dielektrikum eingebettet ist, aber immer noch nur eine Bezugsebene hat. Striplines sind innere Schichtspuren zwischen zwei Bezugsebenen.