史凌峰 林 凯 杨一洲 彭 程

(西安电子科技大学超高速电路设计与电磁兼容教育部重点实验室,陕西西安710071)

1.引 言

在设计高速电路系统时,信号传输线在印刷电路板上的特性决定了信号传输时的完整性。在实际电路系统设计中,由于传输线宽度变化、传输线与元器件引脚连接等情况的存在,必然会产生阻抗突变,一旦传输线阻抗发生变化,信号就会在突变处产生信号衰减、信号反射、信号失真等信号完整性问题[1]。一般情况下,阻抗突变是由于传输线线宽和厚度的变化、系统空间布局的密度不同、电路板介电常数的变化等因素引起的。在工程应用中,以上情况的发生都是不可避免的。因此,在高频和超高速电路系统的设计过程中,就必须对电路系统进行优化设计,尽量减小系统的阻抗突变,使电路满足一定的抗噪能力。在系统频率低于50 MHz的系统中,为了减小系统的阻抗突变,最常用的方法是通过使传输线的特性阻抗大于终端阻抗以补偿线路与元器件之间相连的负载效应[1-2]。而在设计工作频率大于50 MHz或者更高频率的电路系统时,则经常使用阻抗渐变线[3-4]、1/4波长阻抗变换电路[5-6]、网格型返回路径[1-2]来控制传输线的特性阻抗,或者使用保护接地技术减小信号串扰[7],从而实现较好的信号完整性。但这些方法在实际设计与电路板布线时均相对复杂,并且增大了电路板的尺寸、增加了生产成本。为了解决以上这些实际问题,在设计高频或高速电路时需要理论指导来控制信号传输线的特性阻抗。……