精华内容
下载资源
问答
  • 2021-02-05 02:42:43

    低通滤波器的计算公式

    一、低通滤波器的计算公式:

    f=1/2πRC

    从电阻端进入,然后通过一个电容接地,从电容端取信号,知道电容是通高频阻低频,所以电容对高频信号呈现很低的阻抗,信号被接地,所以低频信号通过,称为低通滤波器,高通滤波器和低通滤波器正好相反,电阻和电容位置互换。

    二、rc低通滤波器计算公式

    rc低通滤波器计算公式

    对于无源RC一阶低通滤波电路,其传递函数为G(s)=1/(RCs+1)。转换为信号经过它的衰减的计算方法为:

    Uo=Ui/[(2*Pi*f*R*C)^2+1]^0.5

    式中:Uo为输出电压;Ui为输入电压;Pi为圆周率;f为信号频率。

    对于无源RC二阶(以上)低通滤波电路,由于此处用文字行不太好表达,因此略过。

    1、基本型的音频RC滤波电路

    最常用的滤波电路应该是很基本的RC滤波,不管是高通型或是低通型,公式所示:

    Freq-6dB = 1 / 2πRC

    但是在应用上,却很少去考虑这个公式是可以活用的。在整个电路上,当然会有很多的RC组合,如果每个都套用这个公式,那最后的频率响应不就是衰减了几十dB去了。如果全部都让它所有音频通过,只留下一个RC滤波来控制频率响应,那么区除杂讯的效果就变差了。

    举例,如果有三组低通滤波电路,我们需要设计在 -6dB为20 KHz。每一组在20 KHz的频率点,只能有2dB的衰减量。那么公式就要修正为

    Freq-2dB = (1 / 2πRC) * 1.6

    也就是电阻或电容的数值,必须减少1.6倍。(6dB – 2dB = 4dB = 1.6)

    2、高衰减度的音频陷波器

    双T型滤波电路,能够针对特定的音频频率点产生很高的衰减度,用来做简易的音频失真仪更是好用,因为失真仪是很昂贵又很容易损坏的仪器。只要在交流微伏表的输入端,加装可切换的双T型滤波电路,就可以当音频失真仪使用。例如未经双T型滤波电路的电表读数为0 dBm, 但是经过双T型滤波电路后为 -40 dBm, 则失真率为 1 %。(因为相差40 dB为100倍)

    陷波器的频率点为:Freq-trap = 1 / 2πRC

    数值设定为:R1 = R2 = R, C1 = C2 = C, C3 = 2C, R3 = R/2

    理论上如果RC数值搭配准确时,可达到60 dB的衰减度。但是如此Q值太高,会使滤波的有效频宽太窄,容易产生频率偏差。一般建议故意将数值偏差,使Q值降低到40-46 dB的衰减度, 比较有实用价值。

    更多相关内容
  • 滤波电路常用于滤去整流输出电压中的纹波,一般由电抗元件组成,如在负载电阻两端并联电容器C,或与负载串联电感器L,以及由电容,电感组成而成的各种复式滤波电路。
  • 波阻抗计算

    2013-02-22 16:55:02
    高压波阻抗计算小程序,方便,简单,易懂,欢迎下载
  • 计算矩形波导中传播的 TE_nm TM_nm 模式的波阻抗
  • 考虑实际杆塔的倾斜因素修正系数,利用ANSYS Maxwell进行三维电磁场仿真,建立主架、斜材的波阻抗修正系数与分段长度、等效半径、主架上/下间距的关系,并推导出主架、斜材的波阻抗计算公式。为反映雷电波在呼高...
  • 阻抗计算公式、polar si9000(教程) 给初学者的 一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教! 在计算阻抗之前,我...

    阻抗计算公式、polar si9000(教程)

    给初学者的
    一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教!
    在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义。

    传输线阻抗的由来以及意义
    传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)
    如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路:

    从此图可以推导出电报方程

    取传输线上的电压电流的正弦形式

    推出通解

    定义出特性阻抗

    无耗线下r=0, g=0 得

    注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义)
    特性阻抗与波阻抗之间关系可从 此关系式推出.
    Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来.

    叠层(stackup)的定义
    我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8

    下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的
    Oz 的概念
    Oz 本来是重量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克)
    在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下

    介电常数(DK)的概念
    电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数:
    ε = Cx/Co = ε’-ε"

    Prepreg/Core 的概念
    pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.

    传输线特性阻抗的计算
    首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示

    对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型
    在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70110Ohm,厚度要求一般是12mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度.
    在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线

    先来计算微带线的特性阻抗,由于top 层和bottom 层对称,只需要计算top 层阻抗就好的,采用polar si6000,对应的计算图形如下:

    在计算的时候注意的是:
    1,你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)
    2,各厂家的制程能力不一致,因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认
    3,表层采用coated microstrip 计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surface microstrip 计算,但是也有厂家采用surface microstrip 来计算的,它是经过校准的
    4,w1 和w2 不一样的原因在于pcb 板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯形的感觉(当然不完全是)
    5,在此没计算出精确的60Ohm 阻抗,原因是实际制程的时候厂家会稍微改变参数,没必要那么精确,在1,2ohm 范围之内我是觉得没问题
    6,h/t 参数对应你可以参照叠层来看
    再计算出L5 的特性阻抗如下图

    记得当初有各版本对于stripline 还有symmetrical stripline 的计算图,实际上的差异从字面来理解就是symmetrical stripline 其实是offset stripline 的特例H1=H2
    在计算差分阻抗的时候和上面计算类似,除所需要的通过走线阻抗要求来计算出线宽的目标除线宽还有线距,在此不列出
    选用的图是

    在计算差分阻抗注意的是:
    1,在满足DDR2 clock 85Ohm~1394 110Ohm 差分阻抗的同时又满足其单端阻抗,因此我通常选择的是先满足差分阻抗(很多是电流模式取电压的)再考虑单端阻抗(通常板厂是不考虑的,实际做很多板子,问题确实不算大,看样子差分线还是走线同层同via 同间距要求一定要符合)

    ----------谨以此文怀念初学SI 的艰苦岁月

    特性阻抗公式 (含微带线,带状线的计算公式)

    a.微带线(microstrip)
    Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中,W为线宽,T为走线的铜皮厚度,H为走线到参考平面的距离,Er是PCB板材质的介电常数(dielectric constant)。此公式必须在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情况才能应用。

    b.带状线(stripline)
    Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(0.8W+T)]} 其中,H为两参考平面的距离,并且走线位于两参考平面的中间。此公式必须在W/H<0.35及T/H<0.25的情况才能应用

    差分阻抗的计算方法及公式

    The Differential Impedance Calculator is provided free to registered users.Please Register here

    Instructions:

    1. Select the number of substrate layers required.
    2. You will then be presented with a table representing the suggested stack-up for that type of substrate.
    3. Modify the variables to examine the effects on the trace Characteristic and Differential Impedance.

    Number of physical board layers
    4 6 8 10 12

    Important: The trace separation should not be adjusted to alter the Differential Impedance - trace separation should always be kept to the minimum clearance specified by the PCB vendor.

    Note:

    1.  All dimensions are in MIL (thousands of an inch).
      
    2.  The Dielectric Constant of FR4 material may vary by as much as 20% (4.2 to 5.2).
      
    3.  The overall Dielectric Thickness (Cu to Cu) should total 62 MIL nominally.
      
    4.  Variables unavailable for modification have no significant effect on the impedance of the traces.
      
    5.  The default multilayer board stack-ups are taken from Advance Design for SMT, Barry Olney/AMC.
      
    6.  The Impedance Calculator uses formulae derived from:
      

    · IPC-D-317 - Design Standard for Electronic Packaging Utilizing High Speed Techniques.

    · EMC & the Printed Circuit Board - Montrose.

    1.  Only Edge Coupled Differential Pairs are considered. No allowance has been made for Broad Side Coupling from adjacent layers. It is good practice to route adjacent layers orthogonal to each other in order to reduce any coupling that may occur.
      
    2. To reduce EMI, high frequency, fast rise time signals should be routed between the reference planes.

    All care has been taken to ensure that the results are correct but no responsibility is taken for any errors.

    If you prefer to do the calculations yourself - please use the formulae below.

    Microstrip Differential Impedance

    (for traces routed on an outer layer)

    Unbalanced Stripline Differential Impedance

    (for traces embedded between planes)

    Zo = [87/Sqrt(Er+1.41)]* ln(5.98H/(0.8W+T))

    Zdiff = 2*Zo (1 – 0.48 e-0.96D/H)

    Zo = [80/Sqrt Er]* ln(1.9(2H+T)/(0.8W+T))

    • (1 - (H / 4(H + C + T)))

    Zdiff = 2*Zo (1 – 0.347 e-2.9D/B)

    where

    W = trace width

    T = trace thickness

    H = distance to nearest reference plane

    Er = dielectric constant

    D = trace edge to edge spacing

    C = signal layer separation

    B = reference plane separation

    Material

    Dielectric Constant

    FR4 Fiberglass Epoxy
    4.7

    Teflon
    2.2

    Teflon Glass
    2.5

    Polyimide
    3.5

    Polyimide Glass
    4.2

    Relative Dielectric Constants of substrate materials

    PCB阻抗设计详解

    1、前言
      随着科技发展, 尤其在积体电路的材料之进步,使运算速度有显著提升, 促使积体电路走向高密度﹑小体积, 单一零件, 这些都导致今日及未來的印刷电路板走向高频响应, 高速率数位电路之运用, 也就是必須控制线路的阻抗﹑低失真﹑低干扰及低串音及消除电磁干扰EMI。阻抗设计在PCB设计中显得越来越重要。作为PCB制造前端的制前部,负责阻抗的模拟计算,阻抗条的设计。客户对阻抗控制要求越来越严,而阻抗管控数目也原来越多,如何快速,准确地进行阻抗设计,是制前人员非常关注的一个问题。

    2、阻抗主要类型及影响因素

    阻抗(Zo)定义:对流经其中已知频率之交流电流所产生的总阻力称为阻抗(Zo)。对印刷电路板而言,是指在高频讯号之下,某一线路层(signal layer)对其最接近的相关层(reference plane)总合之阻抗。

    2.1 阻抗类型:

    (1)特性阻抗 在计算机﹑无线通信等电子信息产品中, PCB的线路中的传输的能量, 是一种由电压与时间所构成的方形波信号(square wave signal, 称为脉冲pulse),它所遭遇的阻力则称为特性阻抗。

    (2)差动阻抗 驱动端输入极性相反的两个同样信号波形,分別由两根差动线传送,在接收端这两个差动信号相減。差动阻抗就是两线之間的阻抗Zdiff。

    (3)奇模阻抗 两线中一线對地的阻抗Zoo,两线阻抗值是一致。

    (4)偶模阻抗 驱动端输入极性相同的两个同样信号波形, 將两线连在一起时的阻抗Zcom。

    (5)共模阻抗 两线中一线对地的阻抗Zoe,两线阻抗值是一致,通常比奇模阻抗大。

    其中特性和差动为常见阻抗,共模与奇模等很少见。

    2.2 影响阻抗的因素:

    W-----线宽/线间 线寬增加阻抗变小,距离增大阻抗增大;
      H----绝缘厚度 厚度增加阻抗增大;
      T------铜厚 铜厚增加阻抗变小;
      H1—绿油厚 厚度增加阻抗变小;
      Er-----介电常数 参考层 DK值增大, 阻抗減小;
      Undercut----W1-W undercut增加, 阻抗變大。

    3、阻抗计算自动化

    如今,我们业界最常用的阻抗计算工具是Polar公司提供的Si8000 Field Solver,Si8000是全新的边界元素法场效解计算器软件,建立在我们熟悉的早期Polar阻抗设计系统易于使用的用户界面之上。此软件包含各种阻抗模块,人员通过选择特定模块,输入线宽,线距,介层厚度,铜厚,Er值等相关数据,可以算出阻抗结果。一个PCB阻抗管控数目少则4,5组,多则几十组,每一组的管控线宽,介层厚度,铜厚等都不同,如果一个个去查数据,然后手动输入相关参数计算,非常费时且容易出错。

    下面,将介绍如何通过业界领先的制前设计工程软件解决方案供货商奥宝科技的InPlan软件,自动地进行阻抗设计,大幅提高制前工作效率。

    奥宝科技的InPlan系统,可与Si8000连接,在以下数据库建立的基础上,自动计算阻抗:首先,在InPlan建立完整的物料库,按不同厂商,型号归类。建入依厂内实际制程参数得出的压合厚度,基板铜厚,PP含胶量等数据。

    然后,在InPlan里建立算阻抗的规则Rule,如绿油厚度,Undercut值也可根据不同的铜厚,阻抗模块或内外层的不同设定规则。介电常数则主要根据材料种类,阻抗模块的不同分别写入公式。阻抗值,阻抗线宽公差也通过InPlan Rule写入规则。算阻抗时,InPlan根据规则自动带出相关的阻抗影响参数值,算出最优化的阻抗结果。且不管有多少组阻抗,只需点一个按钮,几秒钟的时间就可以得出所有结果。

    4、自动生成阻抗条

    如果客戶沒有自己设计阻抗条, 我们就需要自行设计阻抗条放于板边或者折断边上(一般情況下阻抗条放于折断边需要客戶的同意)。电路板制造商在电路板边设计满足客戶阻抗控制所有特征及参数的阻抗条,通过测试阻抗条的阻抗值,反映出电路板达到客戶阻抗控制要求。要正确测试板内阻抗值,关键在于阻抗条的设计。

    一般PCB厂阻抗条设计方式为:MI工程师根据算出的阻抗结果填写阻抗附件表格,如阻抗值,参考层,管控线宽,测试孔,参考层属性(正负片)等。

    然后,CAM工程师根据MI提供的阻抗表格,手动制作阻抗条,或通过Script,输入相关阻抗数据,用程式跑阻抗条。一般情況下, 一种阻抗值我们就设计一个阻抗条,制作一个阻抗条,一般都需10来分钟,重复的手动数据填写,非常费时,且容易出错。

    我们可通过奥宝的InCoupon 功能,将阻抗条的相关规则建入系统,可自动产生高品质阻抗条,直接导入Genesis系统。InCoupon 采用嵌入式发展架构,在半成品层级时即能侦测出层板间最理想的钻孔位置,使现有板层的钻孔作业可与 Coupon 线路层之间完全吻合,整合了完整的 CAM 与工程技术,产生出阻抗量测用的Coupon线路、发展架构与半成品表,并且可对Coupon 层级找出最理想的相互连接能力,以智慧型操作精灵取代复杂、手动计算,可在数秒间自动运算出可靠的量测线路Coupon,让Coupon 的设计变成一项简单且标准的工作。

    5、总结

    PCB的竞争越来越激烈,样品交期越来越短,阻抗设计在制前工作中占了很大的比例,如何缩短阻抗制作时间,做出满足客户要求的阻抗匹配,是制前部必需考虑的一个问题。InPlan和InCoupon的出现,给阻抗设计提供了很好的帮助。当然,各PCB板厂自己的阻抗计算规则,Layout方式与大小都会不一样,InPlan系统需专人进行开发,维护,才能真正实现其功能。但相信,阻抗设计的自动化,将在PCB制前部越来越普及。

    展开全文
  • 该文档详细介绍了压电陶瓷换能器阻抗匹配的计算过程,包括换能器的串联模型,并联模型分别如何计算及相互转换,对换能器匹配估算具有一定指导意义
  • lc低通滤波器截止频率计算公式 LC串联时, 电路复阻抗 Z = jwL-j(1/wC) 令Im[Z]=0,即 wL=1/(wC) 得 w =根号下(1/(LC)) 此即为谐振角频率,频率自己换算. 并联时 电路复导纳 Y = 1/( jwL)+1/[-j(1/wC)]=j[wC-1/(wL)] 令...
  • 一个电感一个电容组成的LC谐振回路有LC串联回路LC并联回路两种 。理想LC串联回路谐振时对外呈0阻抗,理想LC并联回路谐振时对外阻抗无穷大。利用这个特性可以用LC回路做成各种振荡电路,选频网络,滤波网络等。
  • 地震_均方根速度_地震均方根_速度计算_源码
  • 传输线特性阻抗计算方式

    千次阅读 2020-12-24 05:47:41
    随着电子产品小型化、数字化、高频化多功能化等的快速发展与进步,作为电子产品中电气的互连件—PCB中的导线的作用,已不仅只是电流流通与否的问题,而且是作为“传输线”的作用。也就是说,对于高频信号或高速...

    随着电子产品小型化、数字化、高频化和多功能化等的快速发展与进步,作为电子产品中电气的互连件—PCB中的导线的作用,已不仅只是电流流通与否的问题,而且是作为“传输线”的作用。也就是说,对于高频信号或高速数字信号的传输用的PCB之电气测试,不仅要测试线路的“通”、“断”、“短路”等是否合乎要求,而且还要其“特性阻抗值”是否合乎要求,只有这两方面都“合格”了,PCB才符合允收性。

    1、信号传输线的提出

    1.1 信号传输线的定义

    这是为了区别常规导线而提出的名称。按IPC-2141的3.4.4条的定义:“当信号在PCB导线中传输时,若导线的长度接近信号波长的1/7,此时的导线便成为信号传输线”了。有的文献认为,导线的长度接近波长的1/10时,应按信号传输线处理。显然,后者更严格(显得‘过分’),但大多数人认定为前者。

    大家知道,电流通过导体时,会受到一个“阻力”,在直流电中是电阻,符合欧姆定律。即:

    R=V/I

    在交流电中的“阻力”是由“电阻”、“感抗”和“容抗”的综合结果,即:

    Z=〔R2+(XL-XC)2〕1/2

    1.2 信号传输线的判断

    元件有很高频率信号传输,但经过导线传输后,频率下降(时间延迟)了,导线越长,时间延长越厉害,当导线的长度接近于波长时,或信号速度(频率)提高到某一范围时,传输的信号便会出现明显的“失真”。

    ⑴高频信号的传输。

    假设:(一)元件的信号传输频率f=10MHZ,导线L=50cm,则

    C=f*λ

    λ= C/f

    λ/L= C/f*L=60

    属于常规导线。

    (二)元件的信号传输频率f=1GHZ,导线的长度L=10cm,则

    λ/L= C/f*L=3

    不属于常规导线,应进行特性阻抗值控制的传输线。

    ⑵脉冲信号的传输。在数字电路中从“0”到“1”的上升时间tr是很短的.但可用下面公式来计算频率fmax:

    fmax=0.35/tr

    假设:元件的上升时间tr是=2ns,则

    fmax=0.35/tr=175 MHZ

    L= C/ fmax*7=24.5 cm

    当导线长度≥24.5 cm时,应作为信号传输线处理。

    目前:TTL(transister-transister logic)的tr为4ns→1ns→0.5ns→

    ECL(emitter-coupled logic) 的tr为3ns→1ns→0.5ns→

    ⑶信号传输线必须进行特性阻抗值控制。

    如果不进行特性阻抗值控制时,在线路中产生的信号“反射”,会“抵消”正在传输信号。λ/L比率越小,“反射”越严重,则会产生如下问题:

    ①信号(或能量)传输效率明显下降;

    ②由于反复干扰(抵消)信号传输,将随着频率增加而严重化;

    ③部分“能量”是会以电磁波辐射出去,在内部导线或网络之间形成EMI。

    1.3、信号普通线与信号传输线的差别

    信号普通线与信号传输线的差别主要有三个方面:

    ⑴信号普通线是指第一信号传输被接受完成后,才发送第二个信号,因此第一个信号传输过程中的“反射”信号,不会抵消第二个信号。而信号传输线的特征是第一个信号传输还没有被接受,就发送第二个信号,因此第一信号传输过程中产生的“反射”信号就可抵消第二个信号而削弱了第二个信号,频率越快的传输信号,则“失真”就越多,甚至信号消失。

    ⑵信号普通线,由于信号传输速度慢,“反射”信号不会抵消后面传输的信号。因此,导线的粗细、缺陷(缺口、针孔)等是允许某些程度存在着。而在信号传输线中,这些粗细、缺陷等要进行十分严格的要求。

    ⑶信号普通线,不要求特性阻抗值控制,只要求“通”、“断”、“短路”的电气测试。而信号传输线要求特性阻抗值控制,即除了要求“通”、“断”、“短路”的电气测试外,还必须有特性阻抗值控制的测试。

    2、PCB中特性阻抗值Z0的设计

    2.1、Z0的的结构类型与计算方法

    主要有两种:微带线和带状线及其派生的各种各样的结构,如何选用,应视元件和电子产品而定。

    微带线(适合Z0较大的场合)。

    Z0 ={87/(εr+1.41)1/2 }ln{5.98H/(0.8W+T)}

    带状线(适合Z0较小的场合)。

    Z0 =60ln{4D/[0.67π(0.8W+T) ]}

    公式中的D为介质量层厚度。

    2.2、微带线的的结构与计算方法

    根据信号传输线的不同位置可以形成各种各样的结构及其计算方法(参见《现代印制电路基础》一书第十四章)。

    2.3、特性阻抗值Z0的一般设计规则

    ⑴选用合适的基板(CCL)材料和PCB结构,确定信号传输线的长度等以确定PCB尺寸。

    ⑵合理的布局与布线,使每组(网络)导线的特性阻抗值Z0与元(组)件的特性阻抗值相匹配。

    ⑶应考虑基板材料品质的不稳定波动、PCB制造过程的偏差与控制和PCB设计的因素等带来在PCB中特性阻抗值Z0偏差的补救与修正的措施和办法。

    3、信号传输线的布设

    3.1信号传输线的长度越短越好

    根据信号“传输线”的定义,信号线布设得很短,使其长度小于1/7传输信号波长,便可消除传输信号被“反射”信号而削弱问题。或者说,信号线布设,其长度短到小于1/7传输信号波长,则其布设的导线便可按普通线处理。

    如何使信号线布设得更短呢!除了高频的元件合理布设外,应在PCB板上的互连结构上下工夫,如采用埋/盲孔、盘内孔(hole in pad)、叠孔和HDI/BUM等结构来缩短走线。

    3.2、高密度布线,介质层越薄,串扰越小

    介质层越厚,电磁交叉感应越强,串扰越严重!

    介质层要薄,必须选择低εr材料。

    3.3、采用非平行走线

    密集的平行走线将带来更大的电感与电容,从而产生更大的串扰,也是产生杂音的

    原因之一。应采用:

    ⑴相邻的导线层之间互为直角布设;

    ⑵同一层上采用阶梯式斜向(45度)布设;

    ⑶通过导通孔的绞线布设。

    3.4、采用差分传输线

    采用差分传输线可以明显减小传输线的干扰,这在高频和高速数字的信号传输中非常重要。

    ⑴差分传输线可以明显减小传输线中信号的干扰,提高传输信号的完整性,这是PCB设计者所熟悉的。但是,不同差分传输线减小干扰信号的程度是不同的。为了减小对传输信号的“共模”干扰,采用的差分传输线,主要应做到如下四个 :

    (一)形状和长度相同,做到“共模”拐角,即不要使形状和长度不相同而引起“共模”干扰;

    (二)由直角改为45度角,实验表明,其“共模”干扰可降低50%;

    (三)采用补偿 电容,如在 拐角的短线加一个合适的电容,可降低干扰;

    (四)形成双绞方式差分传输线。

    ⑵双绞差分传输线。采用通孔在不同层之间来形成双绞差分传输线是目前最有效地降低干扰信号的方法。

    ①有偏位(移)双绞差分传输线。又可称为常规双绞差分传输线。

    ②没有偏位(移)双绞差分传输线。可获得较好的降低信号干扰。

    4、特性阻抗值Z0对基板(CCL)材料的要求

    从Z0 ={87/(εr+1.41)1/2 }ln{5.98H/(0.8W+T)}公式中可以看出:影响特性阻抗值Z0的主要因素:

    (一)介电常数εr;

    (二)介质层厚度H;

    (三)信号传输线的宽度W;

    (四)信号传输线的厚度。这些表明:特性阻抗值Z0与基板材料是息息相关着。实验也表明,影响特性阻抗值Z0从大到小是9(二)、(三)、(一)、(四)顺序排列的。

    4.1介电常数εr对特性阻抗值Z0的影响

    ⑴介电常数εr影响着信号的传输速度。

    信号的传输速度是随着介电常数εr的增加而下降。根据电磁波理论中的马克斯威尔公式,即: Vs=c/(εr)1/2

    表1

    ⑵介电常数εr的大小是复合材料的“加权和”。这就是说,介电常数εr的大小是与介质层的组成、结构(复合组成与结构)有关。如FR-4材料中,由于采用E-玻纤布的结构(如7628、2116、1080、106等)不同,其树脂含量是不同的,因此,其介电常数εr值是不一样的。对于严格控制特性阻抗值Z0来说,PCB设计和制造都应该了解和加以计算,才能获得更精准的控制与结果。

    ⑶εr值变动的大小比其它因素影响大,位居第三位。介电常数εr对特性阻抗值Z0的影响可以从Z0的公式中看出来:

    Z0 ={87/(εr+1.41)1/2 }ln{5.98H/(0.8W+T)}

    显然,介电常数εr值越小,Z0值越大,εr值变动的大小影响大,应加以认真控制。

    4.2、介质厚度对特性阻抗值Z0的影响

    ⑴从Z0的公式中可看出,Z0的值是与介质厚度H的自然对数成正比的。

    ⑵在相同的厚度下,微带线有较大的Z0值。

    ⑶厚度偏差对Z0值的影响是处于第一位的,因此必须很好控制介质层的厚度。但由于厚度偏差主要是由CCL制造商,其次是PCB制造者(多层压板)来控制的,一般偏差可控制在较小的范围内。

    4.3、导线厚度对特性阻抗值Z0的影响

    ⑴从Z0的公式中可看出,Z0的值是随着导线厚度T的减少而增加着。

    ⑵在相同的厚度下,微带线有较大的Z0值。

    ⑶厚度偏差对Z0值的影响是最小的。

    4.4、导线宽度对特性阻抗值Z0的影响

    ⑴从Z0的公式中可看出,Z0的值是随着导线宽度W的下降而增加。

    ①计算与实验表明,导线宽度W对特性阻抗值Z0的影响是最大的。

    ②导线宽度W是PCB生产最难控制的,也是最需要进行控制的。

    ⑵导线宽度偏差控制的意义。

    导线宽度偏差控制的意义,在某种程度上是控制了PCB(OEM设计)的特性阻抗值Z0的范围。因为选定CCL材料和完成PCB设计之后,这意味着:

    ①介电常数εr值、介质厚度H值和导线厚度T值等基本不变,或变动不大;

    ②导线宽度偏差最大,也最难控制,因为制造过程长、影响多。

    ③导线较长又是用来传输信号的,导线宽度偏差是影响特性阻抗值Z0的最大因素。

    所以,导线宽度偏差值的控制是当今HDI/BUM板的关键技术。

    ⑶导线宽度偏差的控制。

    ①导线宽度尺寸的迅速缩小,其控制越难,属于“精细”节距的控制。

    ②常规的图形转移技术越来越不能满足精细导线的要求了。

    ③激光直接成像技术是目前最好的制造精细导线的选择。

    5、特性阻抗值Z0的测试

    5.1、特性阻抗的测试样板

    特性阻抗的测试样板可按IEC 61188-1-2规定进行。IPC-D-275(四种电路板传输线),IPC-D-317(高速电路板设计规范中传输线的种类)和IPC-TM-650等也作了规定。

    5.2、特性阻抗的测试仪

    目前是以英国Polar公司生产的特性阻抗测试仪。它是由时域反射计(TDR)、台式计算机和特制的附有1米长电缆测试探头以及待测的样板(或互连板)等组成。

    特性阻抗的测试原理是由时域反射计(TDR)向印制板发射出一个信号电压(高频信号或高速脉冲信号的电压),测量出反射回来的电压变化,然后通过PC计算并输出特性阻抗值Z0来。

    计算公式:Z0 =Z参V线/(V参-V线)

    5.3、AOI对特性阻抗值的控制

    5.4、由于导线制造的完整性(尺寸偏差)在特性阻抗值的控制中的重要性,越来越走向精细化。采用“目检”已经不能胜任,而随着AOI的不断改进与完善,采用AOI技术来控制精细导线已经成为现实,虽然不能完全取代特性阻抗的测试,但是,可以提高PCB的生产率(合格率),进一步达到控制特性阻抗值的目的。

    展开全文
  • 主要针对一阶LC滤波参数计算,适用于电源滤波设计,包括衰减倍数设计,过冲电压设计,最小滤波电容,滤波电感设计。公式做成了EXCEL表格,属于个人总结,共6个总结公式,手动设置的,没有设置密码,方便随时更改。...
  • 特性阻抗怎么计算

    千次阅读 2018-10-16 10:06:52
    特性阻抗计算公式推导过程  传输线路的阻抗特性“”Zo是指在传输线中电压振幅电流振幅的比率。是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗,是阻止电流通过导体的一一种电阻名称,它不是常规意义上的直流电阻。一...

      特性阻抗计算公式推导过程

      传输线路的阻抗特性“”Zo是指波在传输线中电压振幅和电流振幅的比率。是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗,是阻止电流通过导体的一一种电阻名称,它不是常规意义上的直流电阻。一条电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性。假设- -根均匀电缆无限延伸,在发射端的在某一-频率下的阻抗称为“特性阻抗”(Characteristic Impedance)。 这些参数是由诸如导体尺寸、导体间的距离以及电缆绝缘材料特性等物理参数决定的。

      测量特性阻抗时,可在电缆的另一-端用特性阻抗的等值电阻终接,其测量结果会跟输入信号的频率有关。特性阻抗的测量单位为欧姆。在高频段频率不断提高时,特性阻抗会渐近于固定值。例如同轴线将会是50或75欧姆;而常用非屏蔽双绞线的特性阻抗为100欧姆, 屏蔽双绞线的特性阻抗为150欧姆。

    src="http://www1.elecfans.com/www/delivery/myafr.php?target=_blank&cb=0.08563075586052604&zoneid=813&prefer=http%3A%2F%2Fwww.elecfans.com%2Fd%2F735100.html" width="675" height="302" scrolling="no">

      1.传输线模型

    特性阻抗怎么计算

      2.符号说明

      R、L、G、C分别代表电阻、电感、电导和电容。

      3.计算过程

    特性阻抗怎么计算
    特性阻抗怎么计算

      由(5)(6)计算得到下列公式

    特性阻抗怎么计算
    特性阻抗怎么计算

      特征阻抗如何计算

      特征阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的。

      PCB走线中特征阻抗计算公式:

    特性阻抗怎么计算

      L是单位长度传输线的固有电感,C是单位长度传输线的固有电容

      要改变传输线的特征阻抗就要改变单位长度传输线的固有电感和电容。

      传输线的特征阻抗计算公式

      空气介质传输线的阻抗计算:

      1.平行导线的特征阻抗

    特性阻抗怎么计算

      2.同轴电缆的特征阻抗

    特性阻抗怎么计算

      影响传输线特征阻抗因素

      a. 线宽与特征阻抗成反比。增加线宽相当于增大电容,也就减小了特征阻抗,反之亦然

      b. 介电常数与特征阻抗成反比。同样提高介电常数相当于增大电容,减小特征阻抗;电容 C=εS/4πkd

      c. 传输线到参考平面的距离与特征阻抗成正比。减小传输线与参考平面的距离相当于增大了电容,这样也就减小了特征阻抗。

      d.传输线的长度与特征阻抗没有关系。通过公式可以看出来L和C都是单位长度传输线的参数,与传输线的长度并没有关系

      e. 线径与特征阻抗成反比。由于高频信号的趋肤效应,影响较其他因素小.

    展开全文
  • 请问直流线路线模波阻抗的具体计算公式是什么?是否需要线路的具体参数,比如阻抗导纳
  • 原标题:电气设计相关计算公式大全来源:电气设计圈如有侵权,请联系删除注:因根号属于特殊字符,所以根号下的式子采用了例如 A=√ ̄ b+c的形式,表示A等于根号下b+c。一、常用的需要系数负荷计算方法1、用电设备组...
  • 相速度Vp、相波长λg、群速Vgλc:截止波长TE(Ez=0)/TM (Hz=0):相速度Vp:等相位面沿传输线纵向移动的速度群速Vg:信号能量传播的速度相波长λg:等相面在一个周期内传播的距离 1.波导为什么不能传输TEM ...
  • 一文掌握阻抗匹配

    千次阅读 多人点赞 2021-03-26 23:39:59
    我们在上周的文章中,着重介绍了阻抗匹配的相关概念方法。阻抗匹配,作为射频设计中最为重要的一个环节,每一个射频工程师都无法绕过去的。今天我们再加以总结,把整个阻抗匹配,展现给大家。 Chapter 1 阻抗 ...
  • 同轴电缆的特性阻抗计算同轴电缆的特性阻抗计算同轴电缆 特性阻抗 拉普拉斯方程 矩形网格同轴电缆的横截面可以看做是两个同心圆。外圆半径为2,内圆半径为1。外圆上的电势为1,内圆上的电势为0。我们依据这些条件,...
  • 它们由于尺寸小、成本低效率高而具有极高的价值。但是,它们最大的缺点就是高开关瞬态导致高输出噪声。这个缺点使它们无法用于以线性稳压器供电为主的高性能模拟电路中。实践证明,在很多应用中,经过适当滤波的...
  • 交流电路计算方法:复阻抗和相量法

    万次阅读 多人点赞 2020-04-27 22:21:29
    一,复阻抗 电容电路,电压与电流的大小比值是XC=1/WC,相位上电流比电压超前90度 这样描述很麻烦,在复平面里,相位超前90度,可以用什么数学表示呢? 也就是说,一个相量,乘以j之后,大小没变化,相位变得超前90...
  • 原文链接:运算放大器基本电路大全原文作者:电子工程专辑引言我们经常看到很多非常经典的运算放大器应用图集,但是这些应用都...1.1 电源供电单电源供电所有的运算放大器都有两个电源引脚,一般在资料中,它们的...
  • 共面波导、微带线、带状线其他平面传输线之间的区别平面传输线用于在绝缘的平面基板上传输各种模拟、射频...不同类型的平面传输线的主要传输模式、最大频率、特征阻抗范围空载Q值也不同。平面传输线的类型带状线...
  • 变压器损耗计算公式分为铁损铜损,铁损又叫空载损耗,就是其固定损耗,实是铁芯所产生的损耗(也称铁芯损耗,而铜损也叫负荷损耗,1、变压器损耗计算公式(1)有功损耗:ΔP=P0+KTβ2PK-------(1)(2)无功损耗...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 3,047
精华内容 1,218
关键字:

和波阻抗计算公式