PCB Tecnico - Analisi della linea di trasmissione in PCB ad alta velocità

Per imparare la progettazione del PCB ad alta velocità, dobbiamo prima sapere che cosa è la linea di trasmissione. Il segnale verrà riflesso perché il cablaggio sul PCB ha una certa impedenza. Se l'impedenza sulla linea non corrisponde all'impedenza all'estremità dell'uscita, il segnale verrà riflesso. La trasmissione del segnale in PCB avrà un ritardo, se la tempistica non è abbinata, il sistema colpirà. Tutto ciò è dovuto ai problemi della linea di trasmissione.

Cos'è una linea di trasmissione?

La linea di trasmissione è definita come la linea di segnale con ritorno del segnale (composta da due fili di una certa lunghezza, uno è il percorso di propagazione del segnale, l'altro è il percorso di ritorno del segnale) La linea di trasmissione comune è il cablaggio sulla nostra scheda PCB.

1. l'analisi della linea di trasmissione deve contattare il percorso di ritorno, un singolo conduttore non può essere una linea di trasmissione; 2. come resistenza, capacità, induttanza, linea di trasmissione è anche un elemento del circuito ideale, ma le sue caratteristiche sono abbastanza diverse, è meglio per la simulazione, ma il concetto del circuito è più complesso; 3. La linea di trasmissione ha due caratteristiche molto importanti: impedenza caratteristica e ritardo di tempo.

Analisi del concetto e della struttura della linea di trasmissione in progettazione PCB ad alta velocità

Impedenza della linea di trasmissione

Prima di tutto, chiariamo diversi concetti. Spesso vediamo impedenza, impedenza caratteristica e impedenza istantanea. Rigorosamente parlando, sono diversi, ma sono ancora la definizione di base di impedenza

L'impedenza di ingresso all'inizio della linea di trasmissione è indicata come impedenza;

L'impedenza istantanea che il segnale incontra in qualsiasi momento è chiamata impedenza istantanea;

Se la linea di trasmissione ha un'impedenza istantanea costante, è chiamata impedenza caratteristica della linea di trasmissione.

L'impedenza caratteristica descrive l'impedenza transitoria di un segnale che si propaga lungo una linea di trasmissione, che è un fattore importante che influisce sull'integrità del segnale di un circuito di linea di trasmissione.

Se non esiste una descrizione speciale, l'impedenza caratteristica viene generalmente utilizzata per chiamare l'impedenza della linea di trasmissione.

Ritardo di trasmissione

Il ritardo temporale, noto anche come ritardo temporale (TD), di solito si riferisce al tempo impiegato per i segnali elettromagnetici o ottici per passare attraverso l'intero mezzo di trasmissione. Il ritardo sulla linea di trasmissione è il tempo impiegato per il passaggio del segnale attraverso l'intera linea di trasmissione.

Il ritardo di propagazione, noto anche come ritardo di propagazione (PD), di solito si riferisce al ritardo temporale del segnale elettromagnetico o del segnale ottico trasmesso nel mezzo di trasmissione di lunghezza unitaria, che è inversamente proporzionale alla "velocità di propagazione", e l'unità è "PS / inch" o "s / M".

Si può vedere dalla definizione che ritardo = ritardo di propagazione * lunghezza di trasmissione (L).

Struttura della linea di trasmissione del PCB

La struttura della linea di trasmissione vista in un PCB tipico è composta da fili incorporati in o adiacenti a materiali dielettrici o isolanti e aventi uno o più piani di riferimento. Il metallo in un PCB tipico è rame, mentre il dielettrico è una fibra di vetro chiamata FR4. Due tipi di linee di trasmissione comuni nella progettazione digitale sono la linea microstrip e la stripline.

La linea microtrip di solito si riferisce all'instradamento dello strato esterno del PCB e c'è solo un piano di riferimento. Esistono due tipi di linee microtrip: sepolte o non sepolte. La linea di microtrip sepolta (a volte chiamata "sommersa") è una linea di trasmissione semplicemente incorporata nel dielettrico, ma ha ancora un solo piano di riferimento. Le strisce sono tracce di strato interno tra due piani di riferimento.