PCB Design Introduksjon

Den karakteristiske impedansen til kontrollerte impedansbrett og linjer er et av de viktigste og vanlige problemene i høyhastighetsdesign. La oss først forstå definisjonen av en overføringslinje: En overføringslinje består av to ledere av en viss lengde, den ene for å sende signaler og den andre for å motta signaler (husk at begrepet "retur" erstatter konseptet "grunn"). I et flerlagsbrett er hver linje en del av en overføringslinje, og det tilstøtende referanseplanet kan brukes som en andre linje eller retur. Nøkkelen til at en linje er en "god ytelse" overføringslinje er å holde den karakteristiske impedansen konstant gjennom hele linjen. [1]
Nøkkelen til at et kretskort er et "kontrollert impedansbrett" er å gjøre den karakteristiske impedansen til alle linjer som oppfyller en spesifisert verdi, vanligvis mellom 25 ohm og 70 ohm. Nøkkelen til god ytelse til en overføringslinje i et flerlagskretsplate er å holde den karakteristiske impedansen konstant gjennom hele linjen.
Men hva er egentlig karakteristisk impedans? Den enkleste måten å forstå karakteristisk impedans er å se på hva et signal møter under overføring. Når du beveger deg langs en overføringslinje med et konstant tverrsnitt, ligner dette på mikrobølgeoverføringen vist i figur 1. Anta at en 1- volt Volt-trinnbølge legges til denne overføringslinjen, for eksempel å koble til en 1- volt batteri til frontenden av transmisjonslinjen (den ligger mellom transmisjonslinjen og returlinjen). Når den er koblet til, forplanter dette spenningsbølgesignalet langs linjen med lysets hastighet, og hastigheten er vanligvis omtrent 6 tommer/nanosekund. Dette signalet er selvfølgelig faktisk spenningsforskjellen mellom overføringslinjen og returlinjen, som kan måles fra et hvilket som helst punkt på overføringslinjen og det tilstøtende punktet på returlinjen. Figur 2 er et skjematisk diagram over overføringen av dette spenningssignalet.
Zens metode er å "generere et signal" først, og deretter forplante det langs denne overføringslinjen med en hastighet på 6 tommer/nanosekund. Den første 0. 0 1 nanosekunder fremmer 0,06 tommer. På dette tidspunktet har overføringslinjen overflødig positiv ladning, og returlinjen har overflødig negativ ladning. Det er disse to ladningsforskjellene som opprettholder 1- voltspenningsforskjellen mellom de to lederne, og de to lederne danner en kondensator.
I den neste {{0}}. 0 1 nanosekund, må spenningen til en 0. 06- tommers transmisjonslinje justeres fra 0 til 1 volt. For hver 0. 06 tommer bevegelse, må mer positiv ladning legges til sendelinjen og mer negativ ladning må legges til løkken. Hver 0,01 nanosekunder må en annen del av overføringslinjen lades før signalet begynner å forplante seg langs denne delen. Ladningen kommer fra batteriet i fronten av transmisjonslinjen, og når den beveger seg langs denne linjen, lader den den kontinuerlige delen av overføringslinjen, og danner dermed en spenningsforskjell på 1 volt mellom sendelinjen og sløyfen. Hver 0,01 nanosekund fremover oppnås en viss lading (± Q) fra batteriet, og den konstante mengden strøm (± Q) som strømmer ut av batteriet i et konstant tidsintervall (± t) er en konstant strøm. Den negative strømmen som strømmer inn i løkken er faktisk lik den positive strømmen som strømmer ut, og like ved fronten av signalbølgen passerer AC -strømmen gjennom kondensatoren som er sammensatt av øvre og nedre linjer, og avslutter hele syklusen.