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PCB傳輸線模型-仿真模型


概述:PCB傳輸線模型-仿真模型,PCB傳輸線模型-仿真模型

 在前面中介紹了信號(hào)完整性分析所采用的工具,其中之一是建模。在這里就要利用這個(gè)分析工具,首先為PCB傳輸線建立模型,然后分析它的各種行為特征。
  PCB傳輸線的零階模型是最簡單且最易理解的模型。它是由一排微型電容并聯(lián)組成,數(shù)值上等于PCB傳輸線每一單位長度的電容量。
  下面介紹如何用PCB傳輸線的零階模型來分析PCB傳輸線的電壓-電流(V-I)特性和瞬態(tài)阻抗。
  設(shè)單位長度為△X,每個(gè)微型電容的大小就是PCB傳輸線單位長度的電容量氣與單位長度的乘積:
  C=Co×△X   (3-5)
  電流I由注入到每個(gè)電容上的電量Q決定,注入電容的電量Q等于電容C乘以其兩端的電壓V。電量注入到每個(gè)微型電容的時(shí)間間隔為△t,等于單位長度△X除以信號(hào)的傳布速度υ。可以用下面的式子表現(xiàn)電流I:
  可以看到,導(dǎo)線上的電流僅與單位長度的電容量、硅藻泥加盟信號(hào)的傳布速度和電壓有關(guān)http://www.jyhx7.com。PCB傳輸線的電壓-電流(V-I)特性:PCB傳輸線上任何=處的瞬時(shí)電流與電壓成正比。
  得到PCB傳輸線的電流后,可以推導(dǎo)出信號(hào)受到的瞬態(tài)阻抗,根據(jù)歐姆定律
  實(shí)際計(jì)算中υ取材料中的光速帶入上式可得
  由上式可知,PCB傳輸線的瞬態(tài)阻抗只由PCB傳輸線的橫截面積和材料特性即介電常數(shù)共同決定,單位是Ω。
  例:若介電常數(shù)為9,單位長度電容氣為4.98 pF/in,那么PCB傳輸線的瞬態(tài)阻抗為
  如果PCB傳輸線的以上兩個(gè)特性參數(shù)保持不變,無論P(yáng)CB傳輸線的長度如何轉(zhuǎn)變,瞬態(tài)阻抗始終是一個(gè)定值。
  零階模型把PCB傳輸線描述成-系列間隔一定距離的微型電容的集合http://www.tuiguangwang.com,這僅是PCB傳輸線的物理模型,為了得到其等效的電氣模型,接下來介紹PCB傳輸線的一階模型。
  一階模型是建立在零階模型的基礎(chǔ)之上,把PCB傳輸線的兩條導(dǎo)線的每一小段用電感代替,每兩個(gè)并聯(lián)的微型電容由電感連接,共同組成了一個(gè)微段。
  經(jīng)典的PCB傳輸線分析理論的基本思想是:均勻PCB傳輸線的各電路參數(shù)均勻地分布于PCB傳輸線上,因而PCB傳輸線上的電壓不只是時(shí)間t的函數(shù),而且是空間坐標(biāo)x的函數(shù),即
  在距離始端x處取長度為曲的微段來研究,當(dāng)dx足夠小時(shí)可以忽略該段上電路參數(shù)的分布性,用集中參數(shù)電路來等效代替,這樣,整個(gè)均勻PCB傳輸線可以視為由一系列這樣的微段級(jí)聯(lián)而成。由于牽涉到微分方程,從實(shí)用的角度出發(fā),在這里就不作介紹了,讀者可以參考相關(guān)PCB傳輸線理論的文獻(xiàn)。品牌牛仔褲加盟
  為了簡化對(duì)一階模型的分析,假設(shè)電容和電感無窮;LC電路的節(jié)數(shù)趨于無窮;單位長度電容Co和單位長度電感Lo都為常數(shù);PCB傳輸線的總長為ι;那么總的電容和電感分別為
  C=Co×ι  (3-11)
  L=Lo×ι  (3-12)
  由特征阻抗Zo和速度v推導(dǎo)單位長度電容和單位長度電感如下
  PCB傳輸線時(shí)延和特征阻抗推導(dǎo)總電容和總電感如下
  由網(wǎng)絡(luò)理論可知,信號(hào)沿網(wǎng)絡(luò)傳輸時(shí),在每一節(jié)點(diǎn)上都受到了恒定的瞬態(tài)阻抗,并且信號(hào)經(jīng)輸入網(wǎng)絡(luò)到輸出網(wǎng)絡(luò)會(huì)存在一定的時(shí)延。佛山網(wǎng)站推廣式(3-13)和式(3-14)就能支持這一結(jié)論的成立!

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