Высокоскоростные печатные платы. Примеры применения правил сохранения целостности электрических сигналов и электропитания

Передаточная характеристика [6] (или анализ параметров S12, S21 в частотной области) определяет поведение только линии передачи, представленной в виде четырехполюсника, без учета характеристик источника и приемника сигнала (то есть, без учета влияния выбранной IBIS модели).

Анализ параметров S11, S22 во временной области позволяет определить наличие неоднородности, расстояние до неоднородности и характеристики неоднородности в линии передачи.

Далее в книге будут рассматриваться только параметры S12, определяющие передаточную характеристику линии в прямом направлении в частотной области (зависимость коэффициента передачи от частоты).

На следующем рисунке представлен параметр S12 однородной прямой линии передачи.

Рис. 12 Параметр S12 микрополосковой однородной прямой линии передачи

Из рисунка видно, что однородная прямая микрополосковая линия передачи является апериодическим звеном первого порядка, АЧХ которой имеет практически линейный спад с частоты среза примерно 7,4 ГГц по уровню -3дБ.

Определение частоты собственного резонанса линии передачи по переходной характеристике

Если обеспечить рассогласование линии передачи на стороне приемника, созданная на дальнем конце линии неоднородность приведет к 100% отражению сигнала и возникновению «звона» на частоте собственного резонанса линии передачи.

Ранее аналитическим путем было рассчитано ее значение, равное 430 МГц. Проверим правильность вычислений в среде HyperLynx с использованием IBIS модели LVCMOS33_S_12.IBS с максимальным выходным током 12 мА.

Рис. 13 Переходная характеристика микрополосковой линии передачи, разомкнутой на стороне приемника

По периоду между двумя соседними «горбами» колебательного процесса, равному T = 2,34 нс, определим частоту собственного резонанса линии передачи

f = 1/T = 427 МГц

Можно отметить хорошую сходимость результата анализа 427 МГц, полученного расчетным путем, и результата 430 МГц, полученного в среде моделирования/анализа HyperLynx.

Анализ линий передачи с индуктивными неоднородностями L-типа

Увеличение концентрации силовых линий магнитного поля в месте изгиба проводника приводит к увеличению локальной индуктивности.