从五方面谈如何做好一块PCB板

作而无严重的波形失真，TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法，使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上，这就减少了后面的反冲幅度，较慢的上升边缘允许有过冲，但它被在电平"H"状态下电路的相对高的输出阻抗（50～80Ω）所衰减。此外，由于电平"H"状态的抗扰度较大，使反冲问题并不十分突出，对HCT系列的器件，若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合，其改善的效果将会更加明显。

　　当沿信号线有扇出时，在较高的位速率和较快的边沿速率下，上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波，它们在高位速率下将趋于合成，从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此，为了解决反射问题，在ECL系统中通常使用另外一种方法：线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制，信号的完整性得到保证。

　　严格他说，对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说，传输线并不是十分需要的。对有较快边沿速度的高速ECL器件，传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时，它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。1

　　决定是否采用传输线的基本因素有以下五个。它们是： （1）系统信号的沿速率， （2）连线距离，（3）容性负载（扇出的多少），（4）电阻性负载（线的端接方式）；（5）允许的反冲和过冲百分比（交流抗扰度的降低程度）。

　　2．传输线的几种类型

　　（1）同轴电缆和双绞线：它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω，双绞线通常为110Ω。

　　（2）印制板上的微带线

　　微带线是一根带状导（信号线）．与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的，则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线的特性阻抗Z0为：

　　式中：【Er为印制板介质材料的相对介电常数

　　6为介电质层的厚度

　　W为线的宽度

　　t为线的厚度

　　单位长度微带线的传输延迟时间，仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。

　　（3）印制板中的带状线

　　带状线是一条置于两层导电平面之间的电介质中间的铜带线。如果线的厚度和宽度、介质的介电常数以及两层导电平面间的距离是可控的，那么线的特性阻抗也是可控的，带状线的特性阻抗乙为：

　　式中：b是两块地线板间的距离

　　W为线的宽度

　　t为线的厚度

　　同样，单位长度带状线的传输延迟时间与线的宽度或间距是无关的；仅取决于所用介质的相对介电常数。

　　3．端接传输线

　　在一条线的接收端用一个与线特性阻抗相等的电阻端接，则称该传输线为并联端接线。它主要是为了获得最好的电性能，包括驱动分布负载而采用的。

　　有时为了节省电源消耗，对端接的电阻上再串接一个104电容形成交流端接电路，它能有效地降低直流损耗。

　　在驱动器和传输线之间串接一个电阻，而线的终端不再接端接电阻，这种端接方法称之为串联端接。较长线上的过冲和振铃可用串联阻尼或串联端接技术来控制。串联阻尼是利用一个与驱动门输出端串联的小电阻（一般为10～75Ω）来实现的。这种阻尼方法适合与特性阻抗来受控制的线相联用（如底板布线，无地平面的电路板和大多数绕接线等。

　　串联端接时串联电阻的值与电路（驱动门）输出阻抗之和等于传输线的特性阻抗。串联联端接线存在着只能在终端使用集总负载和传输延迟时间较长的缺点。但是，这可以通过使用多余串联端接传输线的方法加以克服。

　　4．非端接传输线

　　如果线延迟时间比信号上升时间短得多，可以在不用串联端接或并联端接的情况下使用传输线，如果一根非端接线的双程延迟（信号在传输线上往返一次的时间）比脉冲信号的上升时间短，那么由于非端接所引起的反冲大约是逻辑摆幅的15％。最大开路线长度近似为：

　　Lmax＜tr/2tpd

　　式中：tr为上升时间

　　tpd为单位线长的传输延迟时间

　　5．几种端接方式的比较

　　并联端接线和串联端接线都各有优点，究竟用哪一种，还是两种都用，这要看设计者的爱好和系统的要求而定。

　　并联端接线的主要优点是系统速度快和信号在线上传输完整无失真。长线上的负载既不会影响驱动长线的驱动门的传输延迟时间，又不会影响它的信号边沿速度，但将使信号沿该长线的传输延迟时间增大。在驱动大扇出时，负载可经分支短线沿线分布，而不象串联端接中那样必须把负载集总在线的终端。

串联端接方法使电路有驱动几条平行负载线的能力，串联端接线由于容性负载所引起的延迟时间增量约比相应并联端接线的大一倍，而短线则因容性负载使边沿速度放慢和