详解PCB中带状线和微带线的区别

一对导体就可以构成传输线,信号以电磁波的形式在这一对导体之间传播。这两个导体,一个被称为“信号路径”,另一部被称为“参考路径”或“回流路径”。传输线的形式由多种多样,比如PCB中的走线、同轴电缆等。

在我们传统的观念中,信号是从发射端产生,经过“信号路径”到达负载,再从负载沿着地线也就是沿着“参考路径”回到发射端,构成一个回路。

详解PCB中带状线和微带线的区别

但是在传输线的概念中,“参考路径”与是否接地无关,哪怕“参考路径”是浮空的金属导体,也可以构成传输线,有的PCB设计中是以电源平面作为参考平面。这有点像EMC问题中,用来屏蔽的金属外壳,金属外壳接地与否,会对屏蔽效果产生不同的影响。此外,在传输线的概念中,只要发射端刚产生信号,“参考路径”上就会同时产生伴随的返回电流,而不是传统观念中,信号经过负载后再通过地线回流,这一点后面会详细介绍。

信号在传输线传输的过程,就是一个不断建立电磁场的过程,在信号变化时建立电磁场,在信号变化的前后信号是稳定状态,没有电磁场的建立。

详解PCB中带状线和微带线的区别

另一个重要的区别是,传统的信号传播模型,被看做是一个集总参数模型,这个模型认为传输电缆上各个位置的信号是相同的,即信号很快就从发射端传输到接收端。而在传输线中,信号的传播模型是分布式参数模型,即传输电缆上各个位置的信号是不同的,信号是逐步向前传输的,下面就是集总参数模式和分布式参数模型示意图。

详解PCB中带状线和微带线的区别

满足以上特点的一对导体就可以构成传输线,在PCB走线中,一般把一个完整的平面用于“参考路径”,我们习惯称之为参考平面,对信号要求高的场合下,信号会有上下两个参考平面,甚至左右也有伴随地孔。

这些参考平面构成良好的传输线模型,可以控制阻抗,避免反射,提高信号传输效率,同时也起到良好的屏蔽作用。

详解PCB中带状线和微带线的区别

我们常常听说微带线和带状线这两个概念,什么是微带线什么是带状线呢?

有人说表层走线是微带线,内存走线是带状线,其实这个回答有很大的问题,相当不准确。这个基于特定公司内部,约定俗成或习惯性走线方式来回答的。

微带线的概念是只有一个参考平面的传输线,带状线是有两个参考平面,而我们表层走线时只有第二层一个参考平面,满足微带线的概念;而内层走线,由于层叠结构特点,信号线可以有上下两个参考平面,满足带状线的概念。因此,大家才说,表层走线就是微带线,内层走线就是带状线,这在日常沟通时没有问题,但是面试或笔试答题时,要注意区分的清二者区别。

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