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标题: 高频电路印制板设计准则 [打印本页]

作者: rise_ming 时间: 2012-5-2 23:32 标题: 高频电路印制板设计准则

如果信号的频率超过了300MHz (在数字电路中)和100MHz (在模拟电路中) ，就被认为是高频信号。在此频率工作时，印制电路板上很短的导线也被看作是传输线。
导线或印制电路板达到以下长度"I" (以米为单位)时，则被看作是传输线式中,fupper 为信号的最高频率( MHz) 。

这样的传输线具有一定的阻抗，叫做"波阻抗"。宽导线比窄导线的波阻抗要小，同样，离地较近的导线比离地较远的导线波阻抗小。如果传输线的波阻抗与电源和/或负载的波阻抗不匹配，就会产生反射。反射会引起带宽的减小和脉冲上升时间、下降时间的增加。所以，对于高频脉冲信号电路，一定要准确设计印制电路板，以消除这两种不匹配。

传输线的延迟时间约为5 - 10ns/m ，如果线路不匹配，上升时间就会增加到传输线延迟时间的若干倍。粗略地估算，可能为10 - 100ns/m 或0. 1 - 1. 0ns/cm 。
如果儿， R L ? Zo ，导线呈现电感性;如果儿， R L ? Zo ，导线呈现电容性。
式中， R s 为电源阻抗; R L 为负载阻抗jZ。为传输线的波阻抗。所以，导线阻抗必须和电源阻抗以及负载阻抗相匹配。如果阻抗匹配，在有用的频率范围内，导线几乎不会造成任何明显的振幅衰减。然而，对于较短的导线，阻抗匹配时常很困难，导线或是呈现电容性，或是呈现电感性。此时，
印制电路板设计者必须根据电容性或电感性哪个更好而进行选择。
地线和电源线在高频应用中也扮演着重要的角色。这是因为在高频元器件中，从电源线流出的电流会反馈到地，例如尖峰电流。直流电源的电压不能保持连续，这对电路性能会造成极大的影响。.所以，作为一个基本规则，电源线必须尽可能的短。
以下是高频电路印制电路板设计时非常有用的准则:
1)使用一片地或是很大的接地表面作为地线;
2) 使用宽电源线;
3 )地线和电源线彼此应当很近，且平行;
4) 在地与电源之间放置一个去搞电容;
5) 在高速脉冲系统中，由于趋肤效应和电介质损耗会随着导线长度增加而按比例增加，所以导线应当尽可能短;
6) 对于大尺寸的印制电路板，介电质损耗格外重要。因此，使用印制电路板时要注意是否有合适的高频范围;
7) 判定哪一种寄生元件(电容和电感)危害性更大，并以此为依据进行布线;
8) 保持所有不匹配的线尽可能短，否则上升时间会增加到1ns/cm;
9) 当寄生电容可能使电路性能变差时，可为其提供一个地线连接(直接接地或通过一个电容接地)。

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