标签：clock频率 特性阻抗
前语
最近几年电路板十分盛行所谓的「meander」导线，但是这种不规则(zigzag)导线跟着clock频率不断提高，规划人员也意识到必需使导线pattern尽或许完全相同。理论上从driver端至接收收端(receiver)直线间隔有或许完全相同 ，不过现实受骗两者之间的间隔越来越长时，导线pattern必然成为不规则形状，有鉴于此本文将透过试验成果，深入探讨直线状与不规则状的 pattern差异对电路的影响。
试验过程
图1是试验用印刷电路板的外观，阻抗(impedance) Zo为50Ω，共有A～G 7种线路图画(pattern)( 图2)，pattern长度都是290mm，因为不规则layout因而pattern长度被压缩成150mm，如图3所示电路图画都无直角曲折规划。四层电路板为四层板总厚度1.6mm，第一层装设电子组件，第二至第四层分别是接地层(earth)、Vcc层与电路图(图4)，辐射材料是依据3米(meter)规律水平放置电路板量测水平偏波。
图1 电路板的外观
图2 7种线路pattern对特性阻抗的影响
图3 线路图画曲折与特性阻抗 Zo 的改变
图4 试验用电路
图5是上述试验所取得的辐射材料。如图所示7种线路图画都有长70mm的直线部分，E与G的线路图画的频率为650～850MHz，直线部分长度为130 mm的;D与F的线路图画有频率为350～450MHz，具有较多的辐射。
若将电路板的诱电率ε列入考虑，而且假定电路板上的光速为时：
650 MHz的波长λ=277mm，λ/4=70mm
650 MHz的波长λ=514mm，λ/4=130mm
依此就可推论「线路图画直线部分」与「形成辐射最大值的波长」两者的关连性，也就是说线路图画直线部分长度较短的A、B、C三线路图画的辐射较低，相形之下D、E、F的辐射比较大;凹凸会集的D、E、F的辐射比凹凸涣散的A、B、C大，G则无法归入反省规模。
图5 7种线路图画产生的辐射
上述试验用印刷电路板的阻抗Zo 是使用图6的理论计算公式所取得的计算成果，为了量测相似MHz等级电路板实践动作时阻抗值，因而使用图7所示TDR(Time Domain Refrectometer)量测器检测电路板的阻抗。TDR的动作原理是捕捉电波或是超音波碰击物体后反弹的信号(echo)再将时差强弱图画画，依此量测成果如图8所示。由图可概括下列三项定论：
(1)。编号G的线路图画在外，其它线路图画的阻值Zo 并无显着差异。
(2)。编号C、D的线路图画，输入端子正后方如果有凹凸时，其邻近的阻值Zo 很高。
(3)。编号G的线路图画特性极差。
必需留意的是包括编号G的线路图画再内，线路图画的「物理长度」物理长度皆为290mm
图6 板上的线路图画品种电路
图7 电路板的线路图画特性阻抗量测体系
图8 7种线路图画使用TDR量测的特性阻抗值
相较之下「电气长度」亦即330-152=178mm简直成必定值。由以上定论呈现下列两个疑问：
(1)。一般都以为「电气长度」与「物理长度」，但是线路图画曲折次数亦即凹凸次数与长度的联系为何?
(2)。半导体厂商对阻值Zo 的差错量一般都设为±10%，上述试验证明现实上差错量可低于±5%，不过半导体厂商将来要怎么界说输入阻值?
有关第(1)项的质疑例如图8所示线路不规则为 ，图画全长为L时：
的联系会建立，式中的亦即信号跋涉横向算计尺度与线路不规则n无关，也就是说必需按捺L的2nh，如此一来为了添加n必需削减h，因而图9的线路不规则次数越多，图画的h必需设法使它变得更小，但是图8的不规则线路却未产生L阻抗成份，且图的信号未按照a→b→c→d→e途径跋涉，却由a→d→e→h→i途径跋涉，主要原因由如图10的阐明便可取得合理的解说。
