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撓性FPC印制板拐角防撕裂結(jié)構(gòu)信號(hào)傳輸性能分析(一)

文章來源:中國百科網(wǎng)作者:龔愛清 查看手機(jī)網(wǎng)址
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人氣:6508發(fā)布日期:2017-01-03 03:35【

  從廣義上講,信號(hào)完整性指電子產(chǎn)品中由傳輸線引起的所有問題,主要研究互連線的電氣特性對(duì)數(shù)字信號(hào)波形所造成的不同影響。信號(hào)波形的失真可能由多種不同的原因引起,但是反射、串?dāng)_和地彈這3種干擾問題最受關(guān)注。撓性印制板(FPC)的走線與其毗鄰的參考接地面形成了簡單的傳輸線,FPC印制線拐角防撕裂結(jié)構(gòu)是一種常見的傳輸線特性阻抗不連續(xù)性結(jié)構(gòu),在高頻電子產(chǎn)品中廣泛應(yīng)用,如圖1所示。研究其信號(hào)完整性問題有助于提高電子整機(jī)的電可靠性。

  目前電子設(shè)備的工作頻率越來越高,信號(hào)傳輸路徑的信號(hào)完整性問題,特別是FPC的信號(hào)完整性問題尤為突出。文中針對(duì)FPC拐角不同防撕裂結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳輸性能的影響問題進(jìn)行了研究。分析了FPC印制線圓弧拐角特性阻抗的突變及其對(duì)信號(hào)完整性的影響,采用時(shí)域有限差分法,研究了內(nèi)直角結(jié)構(gòu),內(nèi)圓角結(jié)構(gòu),內(nèi)角鉆孔結(jié)構(gòu),內(nèi)角圓環(huán)銅堤結(jié)構(gòu),內(nèi)角線性銅堤結(jié)構(gòu)5種不同結(jié)構(gòu)的多端口理論傳輸特性,并從電磁場分布情況分析了多種FPC印制線拐角防撕裂結(jié)構(gòu)的特性。

 

  1.FPC圓弧拐角模型分析

  HFSS可以精確地計(jì)算傳輸線的電磁特性,得到其S參數(shù)。S參數(shù)指的是建立在入射波、反射波關(guān)系基礎(chǔ)上的網(wǎng)絡(luò)參數(shù),以器件端口的反射信號(hào)以及從該端口傳向另一端口的信號(hào)來描述電路網(wǎng)絡(luò)。

  首先建立FPC圓弧拐角的結(jié)構(gòu)模型,為了更好地分析拐角結(jié)構(gòu)對(duì)信號(hào)傳輸?shù)挠绊?,將拐角處一段結(jié)構(gòu)不同的兩條傳輸線單獨(dú)提取出來,如圖2所示。

 

  為了分析其全波傳輸特性,輸入輸出的電壓電流可用一個(gè)4端口網(wǎng)絡(luò)來描述,其等效形式如圖3所示。

  網(wǎng)絡(luò)S參數(shù)的定義可由bi(i=1,4)和ai(j=1,4)之間的關(guān)系給出,即

   

  或?qū)懗删仃囆问?,有:b=Sa

  圖4為描述這種電路的S參數(shù)矩陣,這種S參數(shù)所描述的網(wǎng)絡(luò)可被看作是單端網(wǎng)絡(luò)。

 

  為了量化分析這些結(jié)構(gòu)的影響,文中選擇了頻域的S參數(shù)S21(插入損耗)、S31來分析印制線的傳輸性能。S21表示單根印制線信號(hào)衰減的量級(jí),S31表示近端串?dāng)_的大小,因?yàn)檫h(yuǎn)端串?dāng)_影響因素比較復(fù)雜,本文中分析串?dāng)_大小時(shí)采用近端串?dāng)_曲線。

 

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