九、时钟电路、布线和端接

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1、第9章时钟电路、布线和端接有两种基本的拓扑类型。PCB内形成的传输线不同的逻辑族器件具有不同的源特性阻抗，如果在PCB板中布置了传输线，那么就必须匹配此电路逻辑族器件的源和负载阻抗在布线前必须确定最佳的布线宽度和布线到最近的参考平面的距离通常计算传输线阻抗的近似公式由于制造过程中制造公差的影响而变得不十分精确成形后线条的顶部宽度带宽芯层材料铜厚图蚀刻成形后的线条的宽度尺度影响传输线阻抗计算精度的因素一阶因素：线宽、线条距离参考平面的高度（介质厚度）、介电常数二阶因素：回路长度：传输线越长，电感值就越大印制线厚度：当使用1/2到1oz铜线时，印制线厚度变化对线条

2、阻抗的影响约为2Ω/mil侧壁形状:侧壁尺寸的变化导致线条阻抗的变化小于1%阻焊层覆盖范围：使用标准厚度的阻焊层，可以看到线条阻抗变化的灵敏度为3Ω/mil，当确定了阻焊层后就可以通过这一数值来修正微带线的线条阻抗值同一个部件中混合使用的不同介质：如果要确定混合使用不同介质板对整个阻抗的影响，就需要用场的计算方法拓扑结构微带线拓扑对于15

3、线厚度方向的中间位置测量对于不同的制造过程，刻蚀后最终的线条宽度会与图中标定的不同，印制线上部的一些铜会被刻蚀掉，这就使得上部的宽度小于希望得到的值，将线条顶部和底部的宽度取平均，能得到更典型的精确的阻抗数值印制线厚度导致阻抗幅值的改变很小，因此在1GHz以下的实际设计中完全可以忽略印制线厚度的因素信号沿微带线传输存在延时，该延时仅仅与介质材料的有效介电常数相关埋入式微带线拓扑WHT介质材料2介质材料1B埋入式微带线与非埋入式微带线具有相同的导体几何结构，有效相对介电常数会增大一般埋入式微带线的等式与微带线公式相比除了修正介电常数外，其余都相同单带状线拓扑WH

4、T介质材料BH上式可以用来对最佳高度、宽度和印制线厚度值进行变量值选择，对于实际的电路板结构，阻抗计算值会因为制造公差的原因与实际值有±5%左右的差异W/(H-T)<0.35，T/H<0.25双带状线或非对称带状线拓扑WT介质材料BHD这种拓扑结构会增强布线层和参考平面间的耦合差分微带线和带状线拓扑介质材料HWDT微带线的设置介质材料WDBHHT带状线的设置差模阻抗Zdiff的计算：通常只有线条宽度W是可以变化的，以便确定最佳的Zdiff值，两条印制线间的距离D却不应调整，这是因为D的取值应为制造过程中所能达到的最小线间距。微带线带状线要采用差分对布线，主要有

5、以下五个原因：为匹配外部平衡的差分传输线，此时与线间耦合无关为避免地电位反弹为减小EMI，因为磁通在紧邻的两条线上沿相反的方向传输，所以印制线上的磁通是相互抵消的，结果就减小了辐射为减小本地串扰改善PCB布线的效率，如果采用紧密的差分布线，需注意两点：①必须计算出新的印制线宽度来补偿由于信号线相互接近而导致的差模阻抗的下降②一旦信号线是差分对时，就不应将它们分离除受到空间强烈制约的情况，首选的布线方法还是并排模式（同层耦合）并排布线结构同层耦合上下布线的带状线结构层间耦合上下布线的微带线结构层间耦合注意：对于“上下布线模式、微带线结构”上面的印制线宽度必须是下

6、面印制线宽度的三倍，这主要有两个原因：实现两条线间磁通相互抵消的最佳情况；并且对于离参考平面距离不同的两条印制线，这种结构使得两者阻抗相同电磁波的传播速度取决于周围介质的电特性，在介质材料中传播速度会比空气或真空中低，传播速度和有效介电常数的关系为：传输延时同样也是每单位长度线路的电容量的函数，而电容量又是介电常数、线宽和线条到参考平面间介质厚度的函数拓扑传播速度微带线1.68ns/ft(140ps/in)埋入式微带线、单带状线、双带状线2.11ns/ft(176ps/in)表不同拓扑结构的传播速度因为传输线完全被包围在介质中，所以埋入式微带线、单带状线和双带

7、状线都具有相同的传输延时，微带线形成的传输线的一半在介质中，而另一半在空气中，因此，电磁场在微带传输线中传输速度较快传输延时和介电常数当电路中使用数字元件时，元件的每个输入管脚都有特定的输入电容值，实际上，多个元件的这种电容的总和就变得比较大，通常这种情况就当作容性负载。当额外的器件连接在布线网络上时，输出容性负载同样也会降低线条的阻抗值。没有负载时的传输延时定义为tpd。如果在传输线上有负载（包括所有负载的电容加到一起），那么传输延时为：上式意味着信号到达负载的时间会比没有负载的晚信号线的容性负载例如：假设5个CMOS元件连接在信号线上，每个元件具有10pF

8、的输入电容（总Cd=50pF），在环氧