在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗问题困扰着许多中国工程师。本文通过简单而且直观的方法介绍了特性阻抗的基本性质、计算和测量方法。在高速设计中,可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最普遍的问题之一。首先了解一下传输线的定义:传输线由两个具有一定长度的导体组成,一个导体用来发送信号,另一个用来接收信号(切记“回路”取代“地”的概念)。在一个多层板中,每一条线路都是传输线的组成部分,邻近的参考平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“性能良好”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中保持恒定。线路板成为“可控阻抗板”的关键是使所有线路的特性阻抗满足一个规定值,通常在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中,传输线性能良好的关键是使它的特性阻抗在整条线路中保持恒定。但是,究竟什么是特性阻抗?理解特性阻抗最简单的方法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有同样横截面传输线移动时,这类似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中,如把1伏特的电池连接到传输线的前端(它位于发送线路和回路之间),一旦连接,这个电压波信号沿着该线以光速传播,它的速度通常约为6英寸/纳秒。当然,这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差,它可以从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。图2是该电压信号的传输示意图。Zen的方法是先“产生信号”,然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传播。第Y个0.01纳秒前进了0.06英寸,这时发送线路有多余的正电荷,而回路有多余的负电荷,正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差,而这两个导体又组成了一个电容器。在下一个0.01纳秒中,又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特,这必须加一些正电荷到发送线路,而加一些负电荷到接收线路。每移动0.06英寸,必须把更多的正电荷加到发送线路,而把更多的负电荷加到回路。每隔0.01纳秒,必须对传输线路的另外一段进行充电,然后信号开始沿着这一段传播。电荷来自传输线前端的电池,当沿着这条线移动时,就给传输线的连续部分充电,因而在发送线路和回路之间形成了1伏特的电压差。每前进0.01纳秒,就从电池中获得一些电荷(±Q),恒定的时间间隔(±t)内从电池中流出的恒定电量(±Q)就是一种恒定电流。流入回路的负电流实际上与流出的正电流相等,而且正好在信号波的前端,交流电流通过上、下线路组成的电容,结束整个循环过程。
在基于信号完整性计算机分析的PCB设计方法中,最为核心的部分就是PCB板级信号完整性模型的建立,这是与传统的设计方法的区别之处。SI模型的正确性将决定设计的正确性,而SI模型的可建立性则决定了这种设计方法的可行性。目前构成器件模型的方法有两种:一种是从元器件的电学工作特性出发,把元器件看成‘黑盒子’,测量其端口的电气特性,提取器件模型,而不涉及器件的工作原理,称为行为级模型。这种模型的代表是IBIS模型和S参数。其优点是建模和使用简单方便,节约资源,适用范围广泛,特别是在高频、非线性、大功率的情况下行为级模型是一个选择。缺点是精度较差,一致性不能保证,受测试技术和精度的影响。另一种是以元器件的工作原理为基础,从元器件的数学方程式出发,得到的器件模型及模型参数与器件的物理工作原理有密切的关系。SPICE 模型是这种模型中应用最广泛的一种。其优点是精度较高,特别是随着建模手段的发展和半导体工艺的进步和规范,人们已可以在多种级别上提供这种模型,满足不同的精度需要。缺点是模型复杂,计算时间长。一般驱动器和接收器的模型由器件厂商提供,传输线的模型通常从场分析器中提取,封装和连接器的模型即可以由场分析器提取,又可以由制造厂商提供。在电子设计中已经有多种可以用于PCB板级信号完整性分析的模型,其中最为常用的有三种,分别是SPICE、IBIS和Verilog-AMS、VHDL-AMS。
1、PCB分板机对于运转问题的原因:蓄电池没有充足电力,蓄电池和启动电机之间的连接断开。蓄电池或接线卡子出现的氧化的现象;电磁开关与两大接线柱接触不良或是导流片被严重烧蚀;电刷出现磨损、折断或是电刷卡在刷架中;电刷整流器间存在油污或是整流片的严重烧蚀。2、绕组部分短路或断路:有三个原因会出现这种情况,一是电枢绕组或是换向器片出现脱焊现象,二是轴承或铜套出现磨损导致转子扫膛,三是在安装的时候4个电刷的位置装错了或是新换的轴套间隙过大。PCB分板机启动时空转:拨叉安装不正确,拨叉滑柱装置在挪动衬套内让电动机齿轮不可能与拨叉一同转动。3.PCB分板机启动电机就会转动。电磁开关铁芯和接盘推杆间间的间隙太大会造成单向离合器打滑,无法带动飞轮齿圈转动。启动电机齿轮一旦严重磨损,就会无法与飞轮齿圈很好地磨合。电磁开关常吸常开,是指在按下启动开关后,电磁开关的铁芯刚被吸上去就会马上脱下来,脱下来后又会被吸上去,然后又马上脱下来,达不到启动发起机的效果1。呈现这种毛病现象的常见缘由是坚持线圈断路。
河南专业PCB铝基板这里主要是说了从PCB设计封装来解析选择元件的技巧。元件的封装包含很多信息,包含元件的尺寸,PCB铝基板生产厂特别是引脚的相对位置关系,还有元件的焊盘类型。当然我们根据元件封装选择元件时还有一个要注意的地方是要考虑元件的外形尺寸。引脚位置关系:主要是指我们需要将实际的元件的引脚和PCB元件的封装的尺寸对应起来。我们选择不同的元件,虽然功能相同,但是元件的封装很可能不一样。我们需要保证PCB焊盘尺寸位置正确才能保证元件能正确焊接。焊盘的选择:这个是我们需要考虑的比较多的地方。首先包括焊盘的类型。其类型包括两种,一是电镀通孔,一种是表贴类型。我们需要考虑的因素有器件成本、可用性、器件面积密度和功耗等因数。从制造角度看,表贴器件通常要比通孔器件便宜,而且一般可用性较高。对于我们一般设计来说,我们选择表贴元件,不仅方便手工焊接,而且有利于查错和调试过程中更好的连接焊盘和信号。其次我们还应该注意焊盘的位置。因为不同的位置,就代表元件实际当中不同的位置。我们如果不合理安排焊盘的位置,很有可能就会出现一个区域元件过密,而另外一个区域元件很稀疏的情况,当然情况更糟糕的是由于焊盘位置过近,导致元件之间空隙过小而无法焊接,下面就是我失败的一个例子,我在一个光耦开关旁边开了通孔,但是由于它们的位置过近,导致光耦开关焊接上去以后,通孔无法再放置螺丝了。另外一种情况就是我们要考虑焊盘如何焊接。在实际过程中我们常按一个特定的方向排列焊盘,焊接起来比较方便。元件的外形尺寸:在实际应用当中,一些元件(如有极性电容)可能有高度净空限制,所以我们需要在元件选择过程中加以考虑。我们在最初开始设计时,可以先画一个基本的电路板外框形状,然后放置上一些计划要使用的大型或位置关键元件(如连接器)。这样,就能直观快速地看到(没有布线的)电路板虚拟透视图,并给出相对精确的电路板和元器件的相对定位和元件高度。这将有助于确保PCB经过装配后元件能合适地放进外包装(塑料制品、机箱、机框等)内。当然我们还可以从工具菜单中调用三维预览模式浏览整块电路板。对于元件的选择,除了要依据设计要求外,还要选择正规厂家所生产的产品,这样才能保证实现你的设计目标。