微帶線microstrip和帶狀線stripline

一、帶狀線:
走在內層(stripline/double stripline),埋在PCB內部的帶狀走線,如下圖所示
在這裏插入圖片描述
藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質,stripline是嵌在兩層導體之間的帶狀導線。

因爲stripline是嵌在兩層導體之間,所以它的電場分佈都在兩個包它的導體(平面)之間,不會輻射出去能量,也不會受到外部的輻射干擾。但是由於它的周圍全是電介質(介電常數比1大),所以信號在stripline 中的傳輸速度比在microstrip line中慢!

二、微帶線:是走在表面層(microstrip),附在PCB表面的帶狀走線,如下圖所示

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藍色部分是導體,綠色部分是PCB的絕緣電介質,上面的藍色小塊兒是microstrip line。

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其中黃色部分是環氧有機材料。

由於microstrip line(微帶線)的一面裸露在空氣裏面(可以向周圍形成輻射或受到周圍的輻射干擾),而另一面附在PCB的絕緣電介質上,所以它形成的電場一部分分佈在空中,另一部分分佈在PCB的絕緣介質中。但是microstrip line中的信號傳輸速度要比stripline中的信號傳輸速度快,這是其突出的優點!

三、其他知識點
1.微帶線是一根帶狀導線(信號線).與地平面之間用一種電介質隔離開。如果線的厚度、寬度以及與地平面之間的距離是可控制的,則它的特性阻抗也是可以控制的。

2.帶狀線是一條置於兩層導電平面之間的電介質中間的銅帶線。如果線的厚度和寬度、介質的介電常數以及兩層導電平面間的距離是可控制的,那麼線的特性阻抗也是可控制的.

單位長度微帶線的傳輸延遲時間,僅僅取決於介電常數而與線的寬度或間隔無關

微帶線速度塊,抗干擾能力弱,帶狀線速度慢些,抗干擾能力強些

因爲微帶線一面是FR4(或者其他電介質)一面是空氣(介電常數低)因此速度很快,利於走對速度要求高的信號(例如差分線,通常爲高速信號,同時抗干擾比較強)

帶狀線兩邊都有電源或者地層,因此阻抗容易控制,同時屏蔽較好,但是信號速度慢些。

通常同樣的介質條件微帶線的損耗小(線寬),帶狀線的損耗大(線細,有過孔)。

當設計一個電路板時,首先要考慮的是需要多少佈線層(routing layer)及電源平面(在可接受的成本價格內)。層數之決定在於功能規格、雜訊免疫力、信號分類、需佈線之net、trace數目、阻抗之控制、VLSI元件密度、匯流排之佈線,等等。適當使用microstrip及stripline方式以在PCB層面壓制射頻輻射。在PCB內之平面(Ground或VCC)是壓制PCB內Common-mode RF之重要方法之一,理由是這平面會降低高頻電源分佈阻抗(power distribution impedance)。

Microstrip:指PCB之外層的trace,經一介電物質鄰接一整平面(solid plane). Microstrip方式提供PCB上之RF壓制,同時也可容許比sctripline較快之clock及邏輯訊號。此較快之clock及邏輯訊號是因爲較小之耦合電容及較低之空載傳輸延遲。Microstrip的缺點是此PCB外部信號層會輻射RF能量引入環境,對非在此層之上下加入金屬屏蔽。

Stripline:信號層介於兩個solid planes (Voltage或Ground)之間。Stripline有達到較佳RF輻射防制,但只能用在較低之傳輸速度,因信號層介於兩個Solid planes之間,兩平面間會有電容性耦合,導致降低高速信號之邊緣速率(edge rate), Stripline之電容耦合效應在邊緣速率快於1ns之信號較爲顯著,使用Stripline的主要效應是對內部trace之RF能量之完整屏蔽,因而對射頻有較佳之抑制能力。
要注意的是輻射仍然會從其他元件產生,雖然內部之trace可不令其產生輻射,其它之內部邊線(bond接線、元件腳、插座、內部連線能及其他類似者)仍會產生問題。隨着系統、元件、trace之阻抗,會存在阻抗不匹配(impedande mismatch)之問題,此不匹配之阻抗會使RF能量由內部trace耦合到其他電路或是自由空間(free space)。使元件之接腳電感最小(minimizing lead impedance)可降低輻射現象。

微帶線和帶狀線的阻抗計算:

a.微帶線(microstrip) Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)]

其中,W爲線寬,T爲走線的銅皮厚度,H爲走線到參考平面的距離,Er是PCB板材質的介電常數(dielectricconstant)。此公式必須在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情況才能應用。
b.帶狀線(stripline) Z=[60/sqrt(Er)]ln{4H/[0.67π(T+0.8W)]}

其中,H爲兩參考平面的距離,並且走線位於兩參考平面的中間。此公式必須在W/H<0.35及T/H<0.25的情況才能應用。

轉載自:
https://blog.csdn.net/sinat_33584425/article/details/99854167

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