传输线 — CAE术语解说
传输线
传输线与普通配线有什么区别?我在高频基板设计中经常被告知要注意…
好问题。低频时配线只是导体,但当信号波长与配线长度相当时,就需要作为电磁波传播现象来处理。我们把"引导电磁波的结构"称为传输线。PCB上的微带线、带状线、同轴电缆等都是典型例子。
定义
特性阻抗是什么意思?
这是由传输线的截面形状和介质决定的固有阻值。DDR4内存信号线通常设计为50Ω,差分配线设计为100Ω。如果特性阻抗在途中发生变化,信号就会在那里反射,波形会失真。这就是为什么阻抗匹配在基板设计中是关键。
电磁分析的角色
如何用CAE对传输线进行分析?
主要有两种方法。一种是基于Maxwell方程的3D电磁场模拟器,从截面电磁场分布求出特性阻抗和传播常数。另一种是用S参数在电路模拟器中评估网络级信号质量。
$$ \nabla \times \mathbf{H} = \mathbf{J} + \frac{\partial \mathbf{D}}{\partial t} $$
有实际应用中仿真起到帮助的具体例子吗?
在5G通信基站天线馈电部分,过孔过渡结构的特性阻抗不匹配导致S11(反射)超过-10dB。通过3D电磁场分析优化过孔周围的地板垫形状,将反射改善到-20dB以下。这就是CAE的优势——在试制前就能解决问题。
相关术语
请告诉我相关术语。
我现在明白了阻抗不匹配如何产生反射。在高速信号基板上必须始终考虑这个问题呢。
没错。首先尝试用计算公式和电磁场模拟两种方法求出简单微带线的特性阻抗并比较,这样可以加深理解。
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