有兩種方法可以 高速PCB 電路工作在相對較長的線路上,沒有嚴重的波形失真. TTL採用肖特基二極體箝比特方法實現快速下降沿, 囙此,過沖被鉗制到低於地電位的二極體電壓. 處於下降水准, 這會减小齒隙的大小. 較慢的上升沿允許超調, but it is affected by the relatively high output impedance (5080Ω) of the circuit in the level "H" state. 衰减. 此外, 由於“H”級狀態的抗擾度更高, 回扣問題不是很突出. 對於HCT系列設備, 如果肖特基二極體箝比特和串聯電阻終止方法相結合, 它會改善效果會更加明顯.
當沿訊號線有扇出時,上述TTL成形方法在較高位元速率和較快邊緣速率下似乎有點不足。 由於線路中存在反射波,它們往往以高位元速率合成,導致嚴重的訊號失真,降低抗干擾能力。 囙此,為了解决反射問題,ECL系統中通常使用另一種方法:線阻抗匹配法。 這樣,可以控制反射,並保證訊號的完整性。
嚴格來說,對於邊緣速度較慢的傳統TTL和CMOS器件,傳輸線不是非常必要。 對於邊緣速度更快的高速ECL設備,並不總是需要傳輸線。 但是,當使用傳輸線時,它們具有預測連接延遲以及通過阻抗匹配控制反射和振盪的優點。
1、决定是否使用輸電線路有五個基本因素。 它們是:(1)系統訊號的邊緣速率,(2)連接距離,(3)電容性負載(扇出量),(4)電阻性負載(線路終止方法); (5)允許間隙和過沖的百分比(交流抗擾度的降低程度)。
2、幾種輸電線路
(1)同軸電纜和雙絞線:它們通常用於系統和系統之間的連接。 同軸電纜的特性阻抗通常為50Ω和75Ω,雙絞線通常為110Ω。
(2)印刷電路板上的微帶線
微帶線是條形導體(訊號線)。 電介質用於將其與接地層隔離。 如果線路和接地層之間的厚度、寬度和距離可控,則其特性阻抗也可以控制。 微帶線的特性阻抗Z0為:
公式中:[Er是印製板電介質資料的相對介電常數
6是介電層的厚度
W是線條的寬度
t是線的厚度
微帶線每組織長度的傳輸延遲時間僅取決於介電常數,與線寬或間距無關。
(3)印製板中的帶狀線
帶狀線是放置在兩個導電平面之間電介質中間的銅帶線。 如果線路的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩個導電平面之間的距離是可控的,那麼線路的特性阻抗也是可控的。 帶狀線的特性阻抗B為:
其中:b是兩個接地板之間的距離
W是線條的寬度
t是線的厚度
類似地,每組織長度帶狀線的傳輸延遲時間與線的寬度或間距無關; 它僅取決於所用介質的相對介電常數。
3、終止輸電線路
在線路的接收端,使用等於線路特性阻抗的電阻終止,然後將傳輸線稱為並聯終端連接。 它主要用於獲得最佳電力效能,包括驅動分佈式負載。
有時為了節省功耗,將104電容器串聯到端接電阻器以形成交流端接電路,這可以有效减少直流損耗。
4、未端接輸電線路
如果線路延遲時間遠短於訊號上升時間,則可以使用傳輸線,而無需串聯端接或並聯端接。 如果未端接導線的往返延遲(訊號在傳輸線上移動一次所需的時間)大於脈衝,則訊號的上升時間較短,囙此未端接引起的回退約為邏輯擺幅的15%。
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製作PCB時,是選擇雙面板還是多層板取決於最高工作頻率、電路系統的複雜性以及組裝密度的要求。 當時鐘頻率超過200MHZ時,最好選擇多層板。 如果工作頻率超過350MHz,最好選擇PTFE作為介質層的印刷電路板,因為其高頻衰减較小,寄生電容較小,傳送速率較快。 大功率和低功耗,印刷電路板的佈線需要遵循以下原則
(1)在所有平行訊號線之間保持盡可能多的空間,以减少串擾。 如果有兩條訊號線彼此靠近,則最好(2)在設計訊號傳輸線時避免急彎,以防止傳輸線特性阻抗突然變化引起的反射,並嘗試設計具有一定尺寸的均勻弧線。
(3)列印線的寬度可以根據上述微帶線和帶狀線的特性阻抗計算公式計算。 印刷電路板上的微帶線的特性阻抗通常在50和120Î之間。 為了獲得較大的特性阻抗,線寬必須非常窄。 但是很細的線條不容易畫出來。 考慮到各種因素,通常選擇約68Ω的阻抗值是合適的,因為68Ω的特性阻抗可以在延遲時間和功耗之間實現最佳平衡。
(4)對於雙面板(或六層板中的四層線)。 電路板兩側的線路應相互垂直,以防止由互感引起的串擾。
(5) If there are high-current devices on the 印刷電路板, 例如繼電器, 指示燈, 揚聲器, 等., 它們的地線應分開,以减少地線上的譟音. 這些大電流設備的接地線應連接到挿件板和背板上的獨立接地匯流排, 這些獨立的地線也應該連接到整個系統的接地點.
(6)如果板上有小訊號放大器,放大前的弱訊號線應遠離强訊號線,軌跡應盡可能短,如果可能,用地線將其遮罩。