PCB技術 - 高速PCB傳輸線分析

要學習高速PCB設計，首先要知道什麼是傳輸線。信號會被反射，因為PCB上的佈線有一定的阻抗。如果線路上的阻抗與輸出端的阻抗不匹配，就會反射信號。PCB中的信號傳輸會有延遲，如果時序不匹配，系統就會罷工。這些都是因為傳輸線的問題。

什麼是傳輸線？

傳輸線定義為帶有信號返回的信號線（由一定長度的兩根導線組成，一根是信號傳播路徑，另一根是信號返迴路徑）常見的傳輸線就是我們PCB板上的佈線。

1、分析傳輸線必須接觸返迴路徑，單根導體不能作為傳輸線；2.和電阻、電容、電感一樣，傳輸線也是一種理想的電路元件，但其特性卻大不相同，用於仿真比較好，但電路概念比較複雜；3、傳輸線有兩個非常重要的特性：特性阻抗和時延。

高速PCB設計中傳輸線的概念與結構分析

傳輸線阻抗

首先，讓我們澄清幾個概念。我們經常看到阻抗、特性阻抗和瞬時阻抗。嚴格來說，它們是不同的，但它們仍然是阻抗的基本定義

傳輸線起始端的輸入阻抗稱為阻抗；

信號在任何時候遇到的瞬時阻抗稱為瞬時阻抗；

如果傳輸線具有恆定的瞬時阻抗，則稱為傳輸線的特性阻抗。

特性阻抗描述沿傳輸線傳播的信號的瞬態阻抗，它是影響傳輸線電路信號完整性的主要因素。

如果沒有特別說明，一般用特性阻抗來稱呼傳輸線阻抗。

傳輸延遲

時間延遲，也稱為時間延遲（TD），通常是指電磁或光信號通過整個傳輸介質所花費的時間。傳輸線上的延遲是信號通過整個傳輸線所花費的時間。

傳播延遲又稱傳播延遲(PD)，通常是指電磁信號或光信號在單位長度的傳輸介質中傳輸的時間延遲，與“傳播速度”成反比，單位為“PS” / 英寸”或“s / M”。

從定義可以看出時延=傳播時延*傳輸長度（L）。

PCB傳輸線結構

典型 PCB 中的傳輸線結構由嵌入或鄰近電介質或絕緣材料並具有一個或多個參考平面的導線組成。典型 PCB 中的金屬是銅，而電介質是稱為 FR4 的玻璃纖維。數字設計中兩種常見的傳輸線類型是微帶線和帶狀線。

微帶線通常是指PCB外層的走線，只有一個參考平面。有兩種類型的微帶線：埋地或非埋地。埋入式（有時稱為“埋入式”）微帶線是一種簡單地嵌入電介質中的傳輸線，但它仍然只有一個參考平面。帶狀線是兩個參考平面之間的內層走線。