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傳輸線阻抗計算和布線技巧

admin @ 2014-03-26 , reply:0

概述

   在高速邏輯電路或高頻電路中,印刷電路板的布線對PCB的電磁兼容性(EMC)和電路的性能有重要影響。本文介紹電路板上傳輸線的阻抗計算公式、信號線的布局原則和傳輸導線的……

    在高速邏輯電路或高頻電路中,印刷電路板的布線對PCB的電磁兼容性(EMC)和電路的性能有重要影響。本文介紹電路板上傳輸線的阻抗計算公式、信號線的布局原則和傳輸導線的長度估計表。

傳輸線阻抗計算公式
 
圖1:傳輸導線模型
    如圖1所示,設單線的電感為Li,互感為M,線間電容為Ci,則特徵阻抗Zo=√(Leff/C),其中: Leff=L1+L2-2M,k=√(L1+L2)/M且C=C1+C2。
 
表1:傳輸導線的耦合係數k
 
圖2:信號線的兩種布局方法
    如圖2(a)所示,信號線與Vee或Vcc之間幾乎沒有耦合;而圖2(b)中,信號線與Vee或Vcc的耦合良好。圖2(b)的信號線布局方法,可以減少兩個電路模塊之間有效電感的數值,從而減少兩個電路參考點之間的電壓差。

PCB布線的規則
 
圖3:信號線的布局方法
    通過恰當地布線,可以設計出相互之間耦合很低的傳輸線。如圖3所示,欲獲得低耦合、小交調,一條傳輸導線到地之間的距離d必須小於該導線到與相鄰的另一導線之間的距離。
 
圖4:從包含PCB和輸出電纜的電子產品中輻射信號
    可以防止輻射的導線長度如圖4所示,傳輸導線直接耦合到系統的參考點,通過一條無屏蔽線向其他的系統傳輸信號。這時,傳輸線、參考線、無屏蔽線三者可能構成一付天線,而驅動源就是IC本身。
 
表2:導線的參考長度
為了防止傳輸導線上的壓降在輸出電纜上激發出天線效應,導線的長度可以參考表2。


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