一块好的PCB板是怎么做出来的
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一块好的PCB板是怎么做出来的

2010年09月08日16:53

證。


  嚴格他說,對於有較慢邊緣速度的常規TTL和CMOS器件來說,傳輸線並不是十分需要的.對有較快邊緣速度的高速ECL器件,傳輸線也不老是需要的。但是當使用傳輸線時,它們具有能猜測連線時延和通過阻抗匹配來控制反射和振蕩的長處。1


  決定是否采用傳輸線的基本因素有以下五個。它們是: (1)系統信號的沿速率, (2)連線間隔 (3)容性負載(扇出的多少), (4)電阻性負載(線的端接方式); (5)答應的反沖和過沖百分比(交流抗擾度的降低程度)。


2.傳輸線的幾種類型


(1) 同軸電纜和雙絞線:它們常常用在系統與系統之間的連接。同軸電纜的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,雙絞線通常為110Ω。

(2)印制板上的微帶線
  微帶線是一根帶狀導(信號線).與地平面之間用一種電介質隔離開。假如線的厚度、寬度以及與地平面之間的間隔是可控制的,則它的特性阻抗也是可以控制的。微帶線的特性阻抗Z0為:

式中:【Er為印制板介質材料的相對介電常數

6為介電質層的厚度

W為線的寬度

t為線的厚度

單位長度微帶線的傳輸延遲時間,僅僅取決於介電常數而與線的寬度或距離無關。
(3)印制板中的帶狀線

  帶狀線是一條置於兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶線。假如線的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩層導電平面間的間隔是可控的,那麼線的特性阻抗也是可控的,帶狀線的特性阻抗乙為:

式中:b是兩塊地線板間的間隔

W為線的寬度

t為線的厚度

  同樣,單位長度帶狀線的傳輸延遲時間與線的寬度或間距是無關的;僅取決於所用介質的相對介電常數。

3.端接傳輸線

  在一條線的接收端用一個與線特性阻抗相等的電阻端接,則稱該傳輸線為並聯端接線。它主要是為了獲得最好的電機能,包括驅動分布負載而采用的。

  有時為了節省電源消耗,對端接的電阻上再串接一個104電容形成交流端接電路,它能有效地降低直流損耗。

  在驅動器和傳輸線之間串接一個電阻,而線的終端不再接端接電阻,這種端接方法稱之為串聯端接。較長線上的過沖和振鈴可用串聯阻尼或串聯端接技術來控制.串聯阻尼是利用一個與驅動門輸出端串聯的小電阻(一般為10~75Ω)來實現的.這種阻尼方法適合與特性阻抗來受控制的線相聯用(如底板布線,無地平面的電路板和大多數繞接線等。

  串聯端接時串聯電阻的值與電路(驅動門)輸出阻抗之和即是傳輸線的特性阻抗.串聯聯端接線存在著只能在終端使用集總負載和傳輸延遲時間較長的缺點.但是,這可以通過使用多餘串聯端接傳輸線的方法加以克服。

4.非端接傳輸線

  假如線延遲時間比信號上昇時間短得多,可以在不用串聯端接或並聯端接的情況下使用傳輸線,假如一根非端接線的雙程延遲(信號在傳輸線上來回一次的時間)比脈沖信號的上昇時間短,那麼因為非端接所引起的反沖大約是邏輯擺幅的15%。最大開路線長度近似為:

Lmax<tr/2tpd

式中:tr為上昇時間

tpd為單位線長的傳輸延遲時間

5.幾種端接方式的比較
 

  並聯端接線和串聯端接線都各有長處,畢竟用哪一種,仍是兩種都用,這要看設計者的興趣和系統的要求而定。 並聯端接線的主要長處是系統速度快和信號在線上傳輸完整無失真。長線上的負載既不會影響驅動長線的驅動門的傳輸延遲時間,又不會影響它的信號邊緣速度,但將使信號沿該長線的傳輸延遲時間增大。在驅動大扇出時,負載可經分支短線沿線分布,而不象串聯端接中那樣必需把負載集總在線的終端。

  串聯端接方法使電路有驅動幾條平行負載線的能力,串聯端接線因為容性負載所引起的延遲時間增量約比相應並聯端接線的大一倍,而短線則因容性負載使邊緣速度放慢和驅動門延遲時間增大,但是,串聯端接線的串擾比並聯端接線的要小,其主要原因是沿串聯端接線傳送的信號幅度僅僅是二分之一的邏輯擺幅,因而開關電流也只有並聯端接的開關電流的一半,信號能量小串擾也就小。

二PCB板的布線技術

  做PCB時是選用雙面板仍是多層板,要看最高工作頻率和電路系統的復雜程度以及對組裝密度的要求來決定。在時鍾頻率超過200MHZ時最好選用多層板。假如工作頻率超過350MHz,最好選用以聚四氟乙烯作為介質層的印制電路板,由於它的高頻衰耗要小些,寄生電容要小些,傳輸速度要快些,還因為Z0較大而省功耗,對印制電路板的走線有如下原則要求


 

(1)所有平行信號線之間要盡量留有較大的距離,以減少串擾。假如有兩條相距較近的信號線,最好在兩線之間走一條接地線,這樣可以起到屏蔽作用。

(2) 設計信號傳輸線時要避免急拐彎,以防傳輸線特性阻抗的突變而產生反射,要盡量設計成具有一定尺寸的平均的圓弧線。

  印制線的寬度可根據上述微帶線和帶狀

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