a为矩形同轴传输线的宽度

时间:2019-11-25  点击次数:   

  目前,电子设备的工做频次越来越高,体积日益小型化,印刷电板(PCB)的布线 密度更高,布局愈加复杂,传输线之间因辐射、互感和互容而惹起的彼此干扰和耦合的电 磁兼容问题就成为PCB设想不得不考虑的主要问题。PCB上的传输线次要有两种形式,即 处于PCB概况层的微带线以及处于多层PCB两头层的带状线,本专利正在研宄位于多层PCB 两头层的带状线的参数对耦合噪声影响的根本上,提出正在带状线导体带两侧对称地添加取 地层相连的屏障导体形成PCB矩形同轴传输线以耦合噪声,并通过数值阐发对比二者 的机能,成果表白PCB矩形同轴传输线要比带状线的机能好得多,能够做为新型的PCB传输 线。

  本专利手艺为处理上述手艺问题供给一种低耦合噪声的PCB同轴传输线,提出正在带状 线导体带两侧对称加上屏障导体,形成PCB矩形同轴传输线以耦合噪声,PCB矩形同轴 传输线能使线间耦合噪声减小到带状线的千分之一以下,屏障体厚度的变化对结果影 响很小。 为实现上述手艺目标所采用的手艺方案是:一种低耦合噪声的PCB同轴传输线,大奖网登录 正在两地层之间核心设有带状线导体带,正在带状线导体带两侧对称加设有取两地层相连的屏 蔽体导体布局,两地层取两屏障体导体布局围成截面为矩形的同轴传输线。 所述的屏障导体布局距离带状线,此中,b为屏障导体布局的宽 度,s为相临两条带状线导体带内边缘的距离。 所述的屏障导体布局的宽度b为0. 05-0. 1mm。 本专利手艺无益结果是:通过用FDTD方式对图2所示带状线所示矩形同 轴传输线布局的阐发可知,矩形同轴传输线的近端和远端耦合噪声仅为带状线的千分之 零点几,矩形同轴传输线的参数和屏障体厚度的变化对耦合噪声所发生的影响很小。此外, 由前述成果可知,由矩形同轴传输线代替带状线时,正在传输线特征、导体带宽度和介质 基板厚度不变的环境下,介质基板的相对介电必然减小,因而信号的传输速度添加,时 延减小,这有益于信号的完整性。【附图申明】 图1多层PCB信号层和底层交织结构不企图; 图2两地层之间带状线正在带状线导体带两侧对称地加上取地层相连的屏障体形成的矩形同轴传输 线激励信号线和静态线的激励源及负载端口分布俯视示企图; 图5激励信号波形; 图6端口 1激励平面示企图; 图7分歧参数带状线mm时矩形同轴线mm时矩形同轴线mm时矩形同轴线mm时矩形同轴线远端噪声的变化。【具体实施体例】 因为带状线之间及矩形同轴传输线之间耦合路子的多样性及四周介质的复杂性, 因此只能采用数值仿实方式对其进行求解,此中FDTD(FiniteDifferenceTimeDomain: 时域无限差分)法因其具有成熟性、靠得住性和精确性以及能够用宽带信号做为激励源等优 势而被成功地用于阐发电磁散射、电磁兼容以及信号完整性等电磁问题。本文正在用FDTD法 对带状线之间和矩形同轴线之间的耦合噪声进行阐发时,鉴于工程问题中激励信号源的 带广大多正在数吉赫兹量级以下,为进行量化阐发,下面采用幅值为IV,频谱带宽为5GHz 的高斯脉冲为激励源,并连结带状线导体带和矩形同轴线D,信号线取静 态线参数不异且间距不变,激励源及负载取带状线和矩形同轴线的特征相婚配的前提 下,(1)研宄位于多层PCB两地层两头的带状线导体带的宽度、PCB介质基板的厚度对相邻 静态带状线近端耦合噪声和远端耦合噪声的影响;(2)研宄正在分歧参数激励带状线和静态 带状线两侧对称地加屏障导体形成矩形同轴线后,近端耦合噪声和远端耦合噪声的变化; (3)研宄屏障导体厚度的变化对近端耦合噪声和远端耦合噪声的影响。成果表白:矩形同 轴线能使线间耦合噪声降到带状线的千分之一以下,屏障体厚度的变化对结果影响很 小。因而PCB矩形同轴传输线是一种机能优秀的传输线。 FDTD法是处置电磁边值问题的强无力东西,但将其用于传输线工做形态的阐发还 需做三方面的工做:(1)成立传输线和有源器件的布局模子和电磁模子,并将其导入FDTD 算法中,如许便把工做于微波段的实体传输线演变为响应的取微波彼此感化的虚拟空间; (2)选择传输线的激励体例,如许便把传输正在传输线中的微波演变为由源辐射出的微波取 传输线)选择接收鸿沟前提,如许便把占领了无限大空间的电求解区 域演变成一个无限区域,从而才能使采用无限内存的计较机处置工做于微波段的带状线 问题成为可能。对于需做的第一点,此中,对于传输线本身,可用网格单位堆积成取其相 同的外形以成为布局模子,之后给每个网格单位付与取该单位所代表的物质不异的电磁 参数以成为电磁模子。正在此过程中,以等效电流源或等效电压源的形式将微波有源器件导 入FDID算法中;而对于传输线的激励体例,本文的体例是将具有内阻的电压源平均地分布 正在传输线导体带和两地层之间的响应标的目的的平面内,从而构成激励收集,以取得最佳的激 励结果;同时正在目前可供选择的浩繁接收鸿沟前提中,选用单轴各向同性介质完全婚配层 接收鸿沟前提。 1时域仿线电布局 正在多层PCB的设想中,常呈现图1所示的信号层和地层交织结构的环境,本文针对 图1所示的结构,研宄图2所示两地层之间带状线的核心导体带宽度w和介质层厚度h对 静态线近端和远端耦合噪声的影响。图3为正在不改变带状线参数及间距的环境下,正在带状 线导体带两侧对称地加上厚度不异且取地层相连的屏障导体形成的矩形同轴传输线横截 面示企图。图中,两铜质带状线的特征为&且分布于PCB板上的对称,电导率〇 =5.8Xe7s/m,其长度、核心导体带宽度、核心导体带及地层厚度,带状线内边缘的距离分 别用h、w、t和s暗示,地层及介质基板的长度和宽别离为1:和1 2,介质基板的厚度为h, 相对介电图3中,a为矩形同轴传输线的宽度,b为屏障导体的厚度,其余参数 取图2中不异。图4为激励信号线和静态线的激励源及负载端口分布示企图。图中端口1 为婚配激励源端口,端口 2为激励信号线别离为静态线近端和 远端婚配负载端口。 1.2矩形同轴传输线特征的计较 矩形同轴传输线是传输TEM模电磁波的双导系统统,其特征可用下式计较 此中Z。特征,L和C别离为传输线单元长度的电感和电容,c为线m/s) 〇当w/ (h_t)0?5,t/ (a_w)0?5 时 C= 4e(C〇+C1+C2+C3+C4) (2) 此中 此外,矩形同轴布局传输线是以TEM模工做,其高次模的截止波长随矩形同轴结 构参数的减小而减小,正在PCB上构制矩形同轴布局传输线时,布局尺寸都很小,因而高次模 可以或许获得很好的。 1. 2单轴各向异

  一种低耦合噪声的PCB同轴传输线,正在两地层之间核心设有带状线导体带,正在带状线导体带两侧对称加设有取两地层相连的屏障体导体布局,两地层取两屏障体导体布局围成截面为矩形的同轴传输线。提出正在带状线导体带两侧对称加上屏障导体,形成PCB矩形同轴传输线以耦合噪声, PCB矩形同轴传输线能使线间耦合噪声减小到带状线的千分之一以下,屏障体厚度的变化对结果影响很小。

  一种低耦合噪声的PCB同轴传输线,正在两地层之间核心设有带状线导体带,其特征正在于:正在带状线导体带两侧对称加设有取两地层相连的屏障体导体布局,两地层取两屏障体导体布局围成截面为矩形的同轴传输线。