ГОСТ IEC 61188-1-2—2013
4 Проектирование цепей с контролируемым волновым сопротивлением
В случаях обработки сигналов на высоких скоростях сигнальные проводники, возможно,
придется рассматривать как линии передачи. Это как. минимум, означает определение характеристик
волнового сопротивления этих линий. Так как линии передачи должны нагружаться на их собственное
волновое сопротивление, проектировщикдолжен предусматривать согласующие резисторы.
Допуск и значение согласующих резисторов должны быть выбраны так, чтобы соответствовать
требованиям производства продукции и проекта. Должны быть учтены следующие факторы:
a) согласующие резисторы (для каждой линии передачи) увеличивают плотность и сложность
печатной схемы:
b
) размещение должно быть сделано так. чтобы сигналы проходили самый короткий путь от
передатчика (источника) до нагрузки (согласование нагрузок);
c) конструкциейпечатнойплатыдолженбытьпредусмотренконтрольволнового
сопротивления;
d) минимальное расстояние между компонентами может исключать необходимость контроля
волнового сопротивления линий, но, при этом увеличивать плотность проводников.
Размещение быстродействующих компонентов близко друг к другу может сокращать
потребность в линиях передачи и уменьшать проблему перекрестных помех. Однако это может
привести к проблемам теплового режима и увеличению количества слоев в печатной плате из-за
возрастания плотности проводников. Увеличение расстояния сокращает количество возникновения
тепловых проблем, но может способствовать возникновению перекрестной помехи и проблемы
волнового сопротивления. В быстродействующих конструкциях существует много проблем.
Разработчик схемы должен понимать требования системы и оценивать альтернативные варианты,
чтобы обеспечивать самое простое, выгодное, надежное решение для удовлетворения этих
требований, включая выбор лучшего варианта проводящего рисунка или возможностей платы
проводного монтажа (см. также 3.4.5.2 и 3.4.8).
4.1 Обзор схем соединений
Микрополосковая линия передачи состоит из проводника, отделенного от «бесконечной»
опорной цепи слоем диэлектрика. В самом простом случае проводник находится на поверхности
внешнего слоя, где он окружен воздухом (»:, = 1.0) снаружи, а на основании - твердым диэлектриком.
Плата проводного монтажа - другой пример встроенной микрополосковой конструкции.
Объемный проводник встроен в диэлектрик и покрыт более твердым диэлектриком.
Особый случай микрополосковой линии - заглубленная микрополосковая линия, где проводник
расположен несколько ниже поверхности платы, и оказывается окруженным твердым диэлектриком.
Заглубленная микрополосковая линия имеет единственную опорную цепь, отделенную слоем
диэлектрика. Частный вариант заглубленной микрополосковой линии - это когда внешний проводник
покрыт материалом паяльной маски на слое 1.
Платы проводного монтажа часто проектируются в виде полосковой линии, у которой один или
больше сигнальных слоев проводов запрессованы в твердый диэлектрик между двумя
«бесконечными» опорными цепями. Полосковая линия - это проводник, который расположен в
твердом диэлектрике между двумя «бесконечными» опорными целями.
Используют два варианта этого решения: первый, когда линия расположена на равных
расстояниях между плоскостями опорных цепей и второй, когда она смещена и влияния базовых
плоскостей не равны, а пропорциональны расстояниям.
При проектировании аппаратуры с контролируемой емкостью и волновым сопротивлением
используют расчеты, позволяющие прогнозировать емкость проводника и волновое сопротивление.
Формулы основаны на эмпирических зависимостях и уникальны для различных конфигураций.
4.2 Уравнения
ZQ- волновое сопротивление. Ом: Са - емкость на единицу длины. пФ/мм. Конфигурации
показаны на рисунке 4.
4.2.1 Поверхностная микрополосковая линия
14