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PCB规划总有几个阻抗无法接连的当地,怎么办?

大家都知道阻抗要连续,但是,正如罗永浩所说ldquo;人生总有几次踩到大便的时候rdquo;,PCB设计也总有阻抗不能连续的时候。怎么办? 特性阻抗:又称

我们都知道阻抗要接连,可是,正如罗永浩所说“人生总有几回踩到大便的时分”,PCB规划也总有阻抗不能接连的时分。怎么办?

特性阻抗:又称“特征阻抗”,它不是直流电阻,归于长线传输中的概念。在高频范围内,信号传输进程中,信号沿抵达的当地,信号线和参阅平面(电源或地平面)间因为电场的树立,会发生一个瞬间电流,假如传输线是各向同性的,那么只需信号在传输,就一直存在一个电流I,而假如信号的输出电平为V,在信号传输进程中,传输线就会等效成一个电阻,巨细为V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z。信号在传输的进程中,假如传输途径上的特性阻抗发生改变,信号就会在阻抗不接连的结点发生反射。影响特性阻抗的要素有:介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。

【1】渐变线

一些RF器材封装较小,SMD焊盘宽度或许小至12mils,而RF信号线宽或许达50mils以上,要用渐变线,制止线宽骤变。渐变线如图所示,过渡部分的线不宜太长。

【2】角落

RF信号线假如走直角,角落处的有用线宽会增大,阻抗不接连,引起信号反射。为了减小不接连性,要对角落进行处理,有两种办法:切角和圆角。圆弧角的半径应足够大,一般来说,要确保:R>3W。如图右所示。

【3】大焊盘

当50欧细微带线上有大焊盘时,大焊盘相当于分布电容,破坏了微带线的特性阻抗接连性。能够一起采纳两种办法改进:首先将微带线介质变厚,其次将焊盘下方的地平面挖空,都能减小焊盘的分布电容。如下图。

【4】过孔

过孔是镀在电路板顶层与底层之间的通孔外的金属圆柱体。信号过孔衔接不同层上的传输线。过孔残桩是过孔上未运用的部分。过孔焊盘是圆环状垫片,它们将过孔衔接至顶部或内部传输线。阻隔盘是每个电源或接地层内的环形空地,以避免到电源和接地层的短路。

过孔的寄生参数

若通过严厉的物理理论推导和近似剖析,能够把过孔的等效电路模型为一个电感两头各串联一个接地电容,如图1所示。

过孔的等效电路模型

从等效电路模型可知,过孔自身存在对地的寄生电容,假定过孔反焊盘直径为D2,过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容巨细近似于:

过孔的寄生电容能够导致信号上升时间延伸,传输速度减慢,然后恶化信号质量。相同,过孔一起也存在寄生电感,在高速数字PCB中,寄生电感带来的损害往往大于寄生电容。它的寄生串联电感会削弱旁路电容的奉献,然后削弱整个电源体系的滤波功效。假定L为过孔的电感,h为过孔的长度,d为中心钻孔的直径。过孔近似的寄生电感巨细近似于:

过孔是引起RF 通道上阻抗不接连性的重要要素之一,假如信号频率大于1GHz,就要考虑过孔的影响。减小过孔阻抗不接连性的常用办法有:选用无盘工艺、挑选出线办法、优化反焊盘直径等。优化反焊盘直径是一种最常用的减小阻抗不接连性的办法。因为过孔特性与孔径、焊盘、反焊盘、层叠结构、出线办法等结构尺度相关,主张每次规划时都要根据具体情况用HFSS和Optimetrics进行优化仿真。当选用参数化模型时,建模进程很简单。在检查时,需求PCB规划人员供给相应的仿真文档。

过孔的直径、焊盘直径、深度、反焊盘,都会带来改变,形成阻抗不接连性,反射和插入损耗的严峻程度。

【5】通孔同轴衔接器

与过孔结构相似,通孔同轴衔接器也存在阻抗不接连性,所以解决办法与过孔相同。减小通孔同轴衔接器阻抗不接连性的常用办法相同是:选用无盘工艺、适宜的出线办法、优化反焊盘直径。

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