控制阻抗PCB通常使用微波传输带或带状线传输线路,以单端(未平衡)或差分(已平衡)配置的方式生产。
以下为几种常见单端微波传输带和带状线传输带的配置:
注意以下各图中的信号迹线横截面通常为梯形,而宽度W是指最接近上表面的迹线宽度,W1
是指最接近下表面的迹线宽度。
最简单的配置表面(或曝置)微波传输带如下图所示。其中包括一条信号线,顶部和侧边都曝置于空气中,位于绝缘常数为Er的线路板的表面之上,以电源或接地层为参考。表面微波传输带可以通过蚀刻双面PCB材质来实施。
注意在表面微波传输带上,信号导线曝置于空气之中,因此有效的绝缘常数将介于空气绝缘常数和底板绝缘介质介电常数Er之间。这一点对于信号传播电压也有影响。传播电压随Er的增加而减少
(从空气中的光速开始减少),因此表面微波传输带提供了最高的传播电压。但相应于此的是,表面微波传输带的辐射要比嵌入配置类型的高。
嵌入式或预埋式微波传输带与表面微波传输带类似,但是其信号线是嵌入到绝缘体中的,位于距离参考层H1的地方。对比同等的表面微波传输带构造,潜入信号线能降低20%的阻抗。
覆膜微波传输带与表面微波传输带类似,但其信号线是由焊接屏蔽覆盖住的。焊接屏蔽的覆膜可以将阻抗降低几个欧姆,具体情取决于焊接屏蔽的类型和厚度。
在对称带状线配置中(下图),信号线是夹在两个参考层之间居中的位置。用普通的制造流程通常很难实现这种配置。
在偏移/不对称带状线的配置下,迹线夹在两个参考层之间,但是距离上下两层的距离是不同的。
还有一种特殊情况的就是第二个镜像迹线可能置于距离上接地层H1的地方。这一结构称为双路带状线。此情况下,两条信号导线夹在相邻层次的两个参考板层之间。这两个信号层将采用直交布线,
以便将相互干扰降至最低,即信号层为直角相交,以便尽量减少交叉区域。该结构随后将作为两个独立的偏移带状线。双路带状线结构下图所示。
以下为几种常见差分模式的微波传输带和带状线传输带配置:
在这个构造中,迹线之间的间距决定了耦合系数以及差分阻抗。
刻蚀系数、镀层厚度和底切使得该构造易于制造,但因额外的层要求另外加工,因此需要较大的容错度。
与表面微波传输带情况一样,这个构造易于制造,增加焊接屏蔽覆膜的额外工作会导致阻抗偏差。
内部层的简化加工使得边缘耦合嵌入式微波传输带结构易于制造,能比同等的表面迹线结构得到更一致的控制阻抗结果。
尽管难于维护信号线迹在相同的中央位置,但边缘耦合带状线却是可能的最简单差分构造。中间位置的任何偏移都将降低阻抗
与单端偏移带状构造情况一样,这个结构与双路结构都由镜向边缘耦合差分对组成,在距离上参考层的H1处。较低的差分对采用直角布线方法以减少层与层之间的耦合与干扰。
这个表面看似简单的构造实际上是最难制造产生一致的阻抗结果的一种。虽然内部层的处理有最低限度,最普通的结构仍是将两条迹线互相重叠以获得最大的耦合。内部层的重合失调、细微的偏移以及蚀刻的差异加起来,使得要达到一致的结果更加困难,尤其当迹线为细线时。
请注意在宽边耦合带状线中,迹线的轮廓是不规则四边形,宽度W指的是最接近表面的迹线宽度,
W1指的是最接近中线的迹线宽度。
大多数微波传输带和带状传输线路结构都可制造成共面版本。与微波传输线路相比,共面结构表现出较少的离散效果。共面线路将临近控制阻抗迹线的接地导体集成在迹线相同的层上。
共面线路构造可能带有控制阻抗迹线下的接地层,也可能没有。
这一结构是单边线路板上控制阻抗迹线的一个例子,通常用于用户应用。
本文作者:ZeroEngineer
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