【錦囊四】PCB設計中關於反射的那些事兒
發布時間:2015-01-09 來源:陳德恒 一博科技 責任編輯:sherryyu
【導讀】繼續精心送上專家福利啦!前麵小編為大家帶來了PCB設計中反射的兩點:路的反射和場的反射,這裏小編將繼續為大家介紹PCB設計中關於反射的相關問題知識!這裏主要帶來的是PCB設計中反射中反射疑雲的相關知識分析!
接下來小編還會繼續為大家奉獻上該專家基於PCB設計中關於反射的其他相關知識,希望大家耐心等待!
在前文中有不少公式與計算,但其實個人覺得應用工程師要做的是知道趨勢,知道影響範圍,並不需要精確計算,那是軟件幹的事情。
最zui近jin聽ting到dao一yi個ge理li論lun,說shuo大da數shu據ju時shi代dai,人ren們men隻zhi需xu要yao知zhi其qi然ran,不bu需xu要yao知zhi其qi所suo以yi然ran。想xiang象xiang一yi下xia,當dang我wo們men要yao做zuo一yi個ge項xiang目mu時shi,我wo們men可ke以yi輕qing而er易yi舉ju的de知zhi道dao一yi些xie其qi他ta類lei似si項xiang目mu哪na些xie結jie構gou成cheng功gong了le哪na些xie結jie構gou失shi敗bai了le,我wo們men還hai需xu要yao理li論lun分fen析xi幹gan嘛ma呢ne?
這句話到底有沒有道理大家仁者見仁智者見智,下麵我們繼續來解決我們的反射問題:Breakout區域有一次阻抗不連續,但走出該區域之後,走線從細變寬,會增加一次反射,那是不是全程按照breakout區域走線會比較好?

首先將問題進行簡化,由於本身反射係數不大,第四次反射很小,假設傳到RX的信號是最初的信號加上第二次反射的信號。
一段長為X的阻抗不連續,對哪個頻率的影響最大呢?當相位差為(2n+1)π/2時,也就是相差二分之一波長的時候(反射一來一回,對應的X為四分之一波長)。
也就是說,當X為100mil時,第一次最大衰減的頻點為15GHz,我們從S參數中可以很明顯的看出:

當X為300mil時,第一次諧振頻率為5GHz:

假設總線長為2000mil,而全部按照breakout區域走線的阻抗去走的話,第一次諧振頻率則變成了750MHz,諧振周期為1.5GHz:

回頭呼應反射係列文章的第一節,從那幾張圖中可以知道:
四分之一波長差的損耗為二分之一波長差損耗的30%,二分之一波長差時完全沒有了,四分之一波長差時還有70%。
[page]
全反射(反射係數為1)時,在諧振頻率損耗為100%,諧振頻率的損耗跟反射強度有關。
看到這裏估計各位看官也明白了,阻抗不連續越長,影響的頻率越低。的的確確是因為阻抗不連續較短,反射淹沒在上升沿當中了。
根據這套理論,我們很容易去判斷設計中的一些細節對整個係統的影響到底有多大,舉個例子:

信號速率越來越高是一種趨勢,於是各種優化方案也被人們提了出來,這兩個可能是近年來開始被大家熟悉的優化方案,加粗反焊盤上的走線或者填補走線附近的參考層,以防止反焊盤上扇出的走線阻抗偏高。可是這到底有多大的影響或者優化呢?
排除一些特殊情況(連接器,板厚較厚需要使用較大過孔等等),這一段在antipad上的走線長度大約為20mil(親,不要把過孔pad算上哦)。
20mil的第一次諧振頻率大約是多少呢?75GHz(四分之一波長)。如果我們按照二十分之一波長(影響不到1%)來算的話,對應的頻率也是15GHz。您的信號需要做這樣的優化嗎?
看完這些之後,相信能幫助大家在工(he)程(ge)師(wan)精(sui)神和工(qiang)匠(po)精(zheng)神中間找到一個平衡點了。
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