一對(duì)導(dǎo)體就可以構(gòu)成傳輸線,信號(hào)以電磁波的形式在這一對(duì)導(dǎo)體之間傳播。這兩個(gè)導(dǎo)體,一個(gè)被稱(chēng)為“信號(hào)路徑”,另一部被稱(chēng)為“參考路徑”或“回流路徑”。傳輸線的形式由多種多樣,比如PCB中的走線、同軸電纜等。
在我們傳統(tǒng)的觀念中,信號(hào)是從發(fā)射端產(chǎn)生,經(jīng)過(guò)“信號(hào)路徑”到達(dá)負(fù)載,再?gòu)呢?fù)載沿著地線也就是沿著“參考路徑”回到發(fā)射端,構(gòu)成一個(gè)回路。
但是在傳輸線的概念中,“參考路徑”與是否接地?zé)o關(guān),哪怕“參考路徑”是浮空的金屬導(dǎo)體,也可以構(gòu)成傳輸線,有的PCB設(shè)計(jì)中是以電源平面作為參考平面。這有點(diǎn)像EMC問(wèn)題中,用來(lái)屏蔽的金屬外殼,金屬外殼接地與否,會(huì)對(duì)屏蔽效果產(chǎn)生不同的影響。此外,在傳輸線的概念中,只要發(fā)射端剛產(chǎn)生信號(hào),“參考路徑”上就會(huì)同時(shí)產(chǎn)生伴隨的返回電流,而不是傳統(tǒng)觀念中,信號(hào)經(jīng)過(guò)負(fù)載后再通過(guò)地線回流,這一點(diǎn)后面會(huì)詳細(xì)介紹。
信號(hào)在傳輸線傳輸?shù)倪^(guò)程,就是一個(gè)不斷建立電磁場(chǎng)的過(guò)程,在信號(hào)變化時(shí)建立電磁場(chǎng),在信號(hào)變化的前后信號(hào)是穩(wěn)定狀態(tài),沒(méi)有電磁場(chǎng)的建立。
另一個(gè)重要的區(qū)別是,傳統(tǒng)的信號(hào)傳播模型,被看做是一個(gè)集總參數(shù)模型,這個(gè)模型認(rèn)為傳輸電纜上各個(gè)位置的信號(hào)是相同的,即信號(hào)很快就從發(fā)射端傳輸?shù)浇邮斩恕6趥鬏斁€中,信號(hào)的傳播模型是分布式參數(shù)模型,即傳輸電纜上各個(gè)位置的信號(hào)是不同的,信號(hào)是逐步向前傳輸?shù)?,下面就是集總參?shù)模式和分布式參數(shù)模型示意圖。
滿足以上特點(diǎn)的一對(duì)導(dǎo)體就可以構(gòu)成傳輸線,在PCB走線中,一般把一個(gè)完整的平面用于“參考路徑”,我們習(xí)慣稱(chēng)之為參考平面,對(duì)信號(hào)要求高的場(chǎng)合下,信號(hào)會(huì)有上下兩個(gè)參考平面,甚至左右也有伴隨地孔。
這些參考平面構(gòu)成良好的傳輸線模型,可以控制阻抗,避免反射,提高信號(hào)傳輸效率,同時(shí)也起到良好的屏蔽作用。
我們常常聽(tīng)說(shuō)微帶線和帶狀線這兩個(gè)概念,什么是微帶線什么是帶狀線呢?
有人說(shuō)表層走線是微帶線,內(nèi)存走線是帶狀線,其實(shí)這個(gè)回答有很大的問(wèn)題,相當(dāng)不準(zhǔn)確。這個(gè)基于特定公司內(nèi)部,約定俗成或習(xí)慣性走線方式來(lái)回答的。
微帶線的概念是只有一個(gè)參考平面的傳輸線,帶狀線是有兩個(gè)參考平面,而我們表層走線時(shí)只有第二層一個(gè)參考平面,滿足微帶線的概念;而內(nèi)層走線,由于層疊結(jié)構(gòu)特點(diǎn),信號(hào)線可以有上下兩個(gè)參考平面,滿足帶狀線的概念。因此,大家才說(shuō),表層走線就是微帶線,內(nèi)層走線就是帶狀線,這在日常溝通時(shí)沒(méi)有問(wèn)題,但是面試或筆試答題時(shí),要注意區(qū)分的清二者區(qū)別。
審核編輯:湯梓紅
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