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PCB板材選取與高頻PCB制板工藝要求(V2)

2013-12-04 來源:微波射頻網 字號:
5、高頻板PCB工藝

根據以上對傳輸線特性介紹,進一步可以從線寬、過孔、線間串擾、屏蔽等四個方面說明高頻PCB設計需要注意的細節地方。

(1)傳輸線線寬

傳輸線線寬設計基于阻抗匹配理論。

圖六 阻抗匹配

當入出阻抗以及傳輸線阻抗匹配時,系統輸出功率最大(信號總功率最?。?,入出反射最小。對于微波電路,阻抗匹配設計還需要考慮器件的工作點。信號線過孔會引    起阻抗傳輸特性變化,TTL、CMOS邏輯信號線特性阻抗高,這種影響不計。但在50歐姆等低阻抗、高頻電路這種影響需要考慮。一般要求信號線沒有過孔。

(2)傳輸線線間串擾

當兩根平行微帶線間距很小時產生偶合,引起彼此線間串擾并且影響傳輸線特性阻抗。對于50歐姆和75歐姆高頻電路尤其需要注意,并在電路設計上采取措施。實際電路設計中還用到這種偶合特性,如手機發射功率測量和功率控制就是一例。下面的分析對高頻電路和ECL高速數據(時鐘)線有效,對微小信號電路(如精密運算放大電路)有參考價值。

圖七  傳輸線線間串擾

設線間偶合度為C,C的大小與εr、W/d、S、平行線長L有關。間距S愈小,偶合愈強;L愈長、偶合愈強。為了增加感性認識,舉例:利用這種特性做成的50歐姆定向偶合器。如1.97GHz PCS頻端基站功率放大器,其中d=30 mil、 εr=3.48:
10dB定向偶合器PCB尺寸:S=5mil,l=920mil,W=53mil
20dB定向偶合器PCB尺寸:S=35mil,l=920mil,W=62mil

為了減小信號線間串擾,建議
A、高頻或高速數據平行信號線間距離S是線寬的一倍以上。
B、盡量減少信號線間平行的長度。
C、高頻小信號、微弱信號避開電源和邏輯信號線等強干擾源。

(3)接地過孔電磁分析。

無論IC器件管腳接地還是其它阻容器件接地,在高頻電路中都要求接地過孔盡可能地靠近管腳,其理論依據是:高頻信號接地線通路以理想傳輸線終端接地等效,其駐波狀態如圖八所示。

圖八  駐波狀態圖

由于接地線很短,接地傳輸線相當于一個感性阻抗(n-pH量級),同時接地過孔也近似相當于一個感性阻抗,這影響了對高頻信號濾波功效。這是接地過孔盡可能地靠近管腳的原因。為了減小傳輸線感性負載,微波電路要求接地管腳的過孔多于一個,相當于在低頻電路中增加接地面電流能力,保證各接地點均為等0電平。

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