PCB特性影响电源分配网络（PDN）性能绝缘套管

　　当频率低于传输线谐振频率时，传输线特征阻抗可以用电感和电容项定义。电容可以在传输线远端没有端接时测量。电感可以在传输线远端短路时测量。传输线的特征阻抗取决于这两个测量结果，即：

　　电感和电容交叉点的频率就是特征阻抗，等于：

　　正确匹配的传输线呈现完全平坦的阻抗曲线，其幅度等于特征阻抗。不正确端接的传输线呈现为电容或电感性质，在传输线谐振频率的倍数处会产生许多谐振和抗谐振频率。如果传输线是电容性质，那么抗谐振首先发生。如果传输线是电感性质，那么谐振先发生。在两种情况下，首次谐振或抗谐振的频率为：

　　图1用50Ω同轴电缆仿真显示了这些关系。未端接终端阻抗是在电缆末端开路、短路和匹配端接的情况下测量的。

图1:传输线近端阻抗开路（蓝色）、短路（红色）和正确匹配（绿色），另外一种有趣的关系。

　　在传输线和源不匹配的情况下，有两种可能的解决方案，具体取决于端接电阻是大于还是小于特征阻抗。如果端接电阻小于传输线的特性阻抗，那么抗谐振峰值会超过端接电阻。这些阻抗峰值被定义为：

　　谐振最小值等于端接电阻。

　　如果端接电阻大于传输线的特征阻抗，那么谐振峰值等于端接电阻。抗谐振最小值被定义为：

　　利用前面端接电阻分别是24.9Ω和210Ω的仿真模型可以显示这些关系，图2中端接电阻是匹配的。

图2:传输线未端接终端阻抗24.9Ω（蓝色）、210Ω（红色）和正确匹配（绿色）。

　　这些关系在图3的对端接24.9Ω和210Ω的50Ω同轴电缆测量中得到了确认。

图3:对端接210Ω（红色）和24.9Ω（蓝色）的50Ω同轴电缆的测量结果。

　　这些概念被扩展到实际的一块双面印刷电路板，在这块PCB上面积为4.5“ x 6.3”的裸铜箔中心焊接有一个SMA连接器，如图4所示。

图4:利用一块面积为4.5“x6.3” 、一个边有个SMA连接器的双面铜箔板测量PCB的开路（绿色）和短路（橙色）阻抗。该阻抗还用SMA连接器正对面的2.7Ω（蓝色）和10Ω（红色）端接电阻进行了测量。电阻用非常短的编带连接到PCB，以便尽量减小互连电感。

　　我们可以使用图4中的示波器测量结果近似计算PCB的特征阻抗。电容是用标记M3估计的。

　　电容用70MHz、10dBΩ的那个点估计。

　　利用（1）可以计算出特征阻抗为：

　　另外，特征阻抗可以看作是开路阻抗和短路阻抗的交叉点，发生在近似11.5dBΩ或3.76Ω点。

　　也可以使用（4）和带2.7Ω端接电阻的近似峰值阻抗（14.5dBΩ）计算PCB的特征阻抗。

　　重新变换计算Zo。

　　可以用（3）计算第一个谐振频率或抗谐振频率，即：

　　用3.6Ω的端接电阻重复进行测量，如图5所示。

图5:用3.6Ω代替2.7Ω端接电阻对同一块PCB进行测量（红色）。注意，在采用3.6Ω的端接电阻后，只有少量峰值指示其特征阻抗稍大于3.6Ω。

　　对PCB进行仿真并与图5进行比较，结果如图6所示。

图6:PCB仿真结果与图5所示的测量结果进行比较。

　　最后，使用电源端的0.6Ω和3.6Ω源阻抗并在PCB谐振频率点仿真动态瞬时响应。仿真模型见图7，仿真结果见图8。

　图7:用0.6Ω和3.6Ω源阻抗代表稳压器输出阻抗，在谐振频率点进行动态负载瞬时ADS仿真。

　　图8:瞬时响应仿真结果表明，0.6Ω较低源电阻（红色） 的瞬时响应比匹配的3.6Ω源电阻（蓝色）具有大得多的电压偏移。

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