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:

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

(4)

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。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

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。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

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。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

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。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

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。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

用3.6Ω的端接电阻重复进行测量,如图5所示。

PCB特征与PDN性能之间的仿真关系测试

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