高速PCB板设计技术六

2.1  传输线分类

因为我们讨论的主要是印刷电路板，可能的信号线种类可以归于两大类：带状线(strpeline)微波传输线（microstrip）(图 19)。带状线的信号线夹在两层电源平面之间。这样的设计技术可以得到最干净的信号，因为信号线的两面都受到保护。但是，这样的线是隐藏的，想轻易接触到信号线非常困难。微波信号线则将信号线放在朝外的平面层上。信号线的一端是地线平面。这样的设计技术使得接触信号线变得容易。

参数 C0，L0，Z0，tPD 和可以由信号线的物理尺寸以及制板物质的绝缘属性决定。下面我们将具体讨论。

2.1.1          对带状线来说：

2.1.2          对微波传输线：

其中εr 表示制板材料的相对绝缘系数。 一般的制板材料是epoxy-laminated fiberglass， 它的εr是 5。 （国内常用的材料是 FR4 εr＝ 4.3 ~4.5）

例子：

覆铜厚度 t：线路和PCB板的尺寸由一些规则规定。一般来说，卖主提供的板子都是 1 oz 铜，  所以板子的金属厚度大约是千分之一英寸（1mil） 。

布线线宽 w：线路宽度应该在 8 至15 mil 之间。比 8 mil 更细的信号线很难控制。比 15 mil 更粗的信号线的阻抗则过大。一般信号线的宽度因该是 10 mil。

板间距离 h：则由需要的板子厚度，层数决定。比如，30 mil 就足够了。

介电常数εr ：则绝缘材料确定。 基于这些假设，我们可以计算一条典型信号线的参数： w＝10 mil（线宽） t＝1mil（覆铜厚度） h＝30 mil（厚度） εr ＝5。

根据式 2-4 可以计算出：

2.2  计算分散的负载

以上的计算都是讨论的那种在电路的一端集中接入负载的信号线（图 20） 。

如果负载分散在信号线上（图 21） ，负载设备的电容也分布在线上，使得线电容加大。这样的改变影响了 Z0 和 tPD。新的参数应该等于基于新加入的电容 CL 计算出来的原值（法拉/每单位长度） 。

分散负载通常来自内存插槽（in memory banks） 。这些设备的输入电容范围是 4pF 到12pF。下面的例子使用 5pF。内存设备的物理尺寸通常允许每英寸放置两个。那么额外的分布电容就是：

当负载分布时，阻抗明显减小，信号也会慢很多，这时的阻抗和时延见式 2-6