高速电路PCB的网络、传输线、信号路径和走线

2018-11-23 16:05:07

3307 PCB 波形

　　严格地讲，网络是一个限于低速、集总参数电路的概念。如图1所示，不管元件Pl的引脚A到元件R1、P2、P3的B、C、D引脚互连用哪种物理连接（微带线、带状线、同轴电缆还是跳线），也不管中间是否经历过孔或是线宽变化，引脚B、C、D上都能实时和不失真地反映引脚A的波形变化。当然，这是一种理想状况，然而对于低速信号是合理的，因此，A、B、C、D之间的任何连接为一个网络（节点），如图1所示的黑线为网络Netl。
　　但是，对于高速信号，如第3章所讲的就完全不是这样了，一个信号从引脚A输出，到达D可能完全失真，而且也完全不考虑信号电流是如何返回的，所以需引入传输线的概念。传输线的原理在第3章已有详细介绍，在此仅澄清概念上的混淆。

　　如图2所示，传输线用于信号从一个地方传输到另一个地方，它包括两条路径：信号路径和返回路径，信号路径只是构成信号传输系统的一部分。

　
                        　图1 网络节点　　                                                                   图2  传输线由信号路径和返回路径组成　　那么信号从一点到另一点，比如说从图1所示中的A到D不再是实时无失真的了，它们之间的任何金属互连线已经不能简单地抽象为一个网络节点，而必须用具有一定电特性的特性阻抗和时延的元件去描述，而且，还要为这条任何金属互连线上的电流找一个返回路径，两者之间还要形成电场，如图2所示的虚线箭头。这就是传输线和网络的区别，在高速电路中，几乎会遗忘网络中的一个概念：传输线。
　　微带线、带状线都只是传输线的一种形式。而走线则是这些传输线的信号路径在PCB上的物理实现，比如，PCB表层的走线就是微带线的一部分，而层间走线则是带状线的一部分，要实现信号传输，就要为它寻找一个返回路径，在PCB上的返回路径就是参考平面或信号路径周围的其他导体，甚至自由空间。
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