Language
Country/Area
No result found
т печатных плат к микрополосковым линиям: знаете ли вы историю этого перехода
Благодаря постоянному развитию технологий методы передачи микроволновых сигналов и радиосигналов также стремительно развиваются. Среди них микрополосковые линии, как важная линия передачи электроэнергии, постепенно вытеснили традиционную волноводную технологию. Это изменение не только снижает затраты, но и делает устройство легче и компактнее, давая нам возможность заглянуть в суть технологии.
Микрополосковая линия — это линия электрической передачи, состоящая из проводника и заземляющей плоскости, разделенных слоем диэлектрического материала, называемого подложкой.
Микрополосковые линии в первую очередь предназначены для распространения сигналов СВЧ, а типичные технологии их реализации включают печатные платы (ПП) и диэлектрические слои, покрытые такими материалами, как оксид алюминия. По сравнению с традиционной волноводной технологией микрополосковые линии имеют меньшую стоимость и вес, а также позволяют обеспечить эффективную передачу сигнала в компактном пространстве. Развитие микрополосковой технологии можно проследить до ITT Laboratories, которая впервые появилась в 1952 году как конкурент технологии Stripline.
По сравнению с волноводом микрополосковая линия имеет меньший объем и более низкую стоимость, но уступает по мощности и потерям сигнала.
Структурные характеристики микрополосковых линий приводят к тому, что они имеют некоторые очевидные недостатки при практическом применении. Одной из самых больших проблем является то, что микрополосковые линии, как правило, открыты по сравнению с волноводами и поэтому более восприимчивы к перекрестным помехам и непреднамеренному излучению. Для достижения наименьшей стоимости в микрополосковых линиях обычно используются обычные подложки FR-4 (стандартная печатная плата), но на микроволновых частотах диэлектрические потери FR4 обычно слишком высоки, а диэлектрическая проницаемость не очень стабильна, поэтому подложки из оксида алюминия имеют стать их общим выбором. альтернативные варианты.
Стоит отметить, что микрополосковые линии также широко используются при проектировании высокоскоростных цифровых печатных плат. Поскольку необходимость передачи сигналов от одной детали к другой возрастает, проектировщикам необходимо учитывать искажение сигнала и перекрестные помехи. Поэтому сбалансированные пары сигналов, то есть дифференциальные микрополосковые линии, часто используются для поддержки тактовых импульсов DDR2 SDRAM, высокоскоростных линий передачи данных USB и линий передачи данных PCI Express.
Эти инновации в области микрополосковых линий не ограничиваются беспроводными приложениями, но также распространились на передачу цифровых сигналов и стали неотъемлемой частью проектирования электронных схем.
В принципе работы микрополосковой линии электромагнитные волны существуют как в диэлектрической подложке, так и в воздухе над подложкой. Из-за разницы в диэлектрической проницаемости скорость распространения электромагнитных волн в этой неоднородной среде будет разной. Таким образом, характеристическое сопротивление микрополосковой линии изменяется в зависимости от частоты, а на определенных частотах сопротивление поля также будет оказывать влияние.
Характеристическое сопротивление микрополосковой линии можно рассчитать с помощью ряда сложных формул. Одно из классических выражений было предложено Гарольдом Уилером, которое учитывает эффективные константы и стандартное сопротивление среды и дает точные оценки во многих случаях. Эта система позволяет проектировщикам учитывать характеристики распространения сигнала и согласование импеданса на начальном этапе проектирования, тем самым достигая эффективной передачи сигнала.
Согласно формуле Уиллера, характеристическое сопротивление микрополосковой линии можно просто описать как функцию, связанную с эффективной константой среды и шириной линии, которая может сохранять относительную точность даже в различных условиях высоких и низких частот.
Подводя итог, можно сказать, что появление и непрерывное развитие микрополосковых линий не только повышает эффективность передачи, но и вдохновляет на инновации в бесчисленных приложениях электронных устройств. Оглядываясь назад на переход от печатных плат к микрополосковым линиям, мы не можем не задаться вопросом, в каком направлении будут развиваться технологии электронной передачи данных в будущем?
