,避免EMI輻射問題
。
但是,距離“d ”不應增加得太大
,否則將使條狀電感超過條狀電容并引起電感不連續(xù)性
。式中:
條狀電容(單位:pF);
條狀電感(單位:nH);
特征阻抗(單位:Ω);
ε=介電常數(shù);
焊盤寬度;
焊盤長度;
焊盤和下方參考平面之間的距離;
焊盤的厚度。
相同概念也可以應用于板到板(B2B)和電纜到板(C2B)連接器的SMT焊盤
。
下面將通過TDR和插損分析完成上述概念的驗證
。分析是通過在EMPro軟件中建立SMT 焊盤3D 模型, 然后導入Keysight ADS中進行TDR和插損仿真完成的
。
分析交流耦合電容的SMT焊盤效應
在EMPro中建立一個具有中等損耗基板的SMT的3D模型
,其中一對微帶差分走線長2英寸、寬5mil
,采用單端模式
,與其參考平面距離3.5mil,這對走線從30mil寬SMT焊盤的一端進入
,并從另一端引出
。
圖4和圖5分別顯示了仿真得到的TDR和插損圖。參考平面沒有裁剪的SMT設計造成的阻抗失配是12Ω
,插損在20GHz時為-6.5dB
。一旦對SMT焊盤下方的參考平面區(qū)域進行了裁剪(其中“d ”設為10mil),失配阻抗就可以減小到2Ω,20GHz時的插損減小到-3dB
。進一步增加“d ”會導致條狀電感超過電容
,從而引起電感不連續(xù)性,轉(zhuǎn)而使插損變差(即-4.5dB)
。
分析B2B連接器的SMT焊盤效應
在EMPro中建立一個B2B連接器的SMT焊盤的3D模型
,其中連接器引腳間距是20mil,引腳寬度是6mil
,焊盤連接到一對長5英寸
、寬5mil,采用單端模式的微帶差分走線
,走線距其參考平面3.5mil
。SMT焊盤的厚度是40mil,包括連接器引腳和焊錫在內(nèi)的這個厚度幾乎是微帶PCB走線厚度的40倍
。
銅厚度的增加將導致電容的不連續(xù)性和更高的信號衰減
。這種現(xiàn)象可以分別由圖6和圖7所示的TDR和插損仿真圖中看出來。通過裁剪掉SMT焊盤正下方適當間距“d ”(即7mil)的銅區(qū)域
,可以最大限度地減小阻抗失配
。
小結(jié)
本文的分析證明,裁剪掉SMT焊盤正下方的參考平面區(qū)域可以減小阻抗失配
,增加傳輸線的帶寬
。SMT焊盤與內(nèi)部參考銅箔之間的距離取決于SMT焊盤的寬度以及包括連接器引腳和焊錫在內(nèi)的SMT焊盤有效厚度。在PCB投產(chǎn)之前應先進行3D建模和仿真
,確保構(gòu)建的傳輸通道具有良好的信號完整性
。
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