集成电路来说,由于边沿速度的增快,若无其它措施,走线的长度必须大大缩短,以保持信号的完整性。
有两种方法能使高速电路在相对长的线上工作而无严重的波形失真,TTL对快速下降边沿采用肖特基二极管箝位方法,使过冲量被箝制在比地电位低一个二极管压降的电平上,这就减少了后面的反冲幅度,较慢的上升边缘允许有过冲,但它被在电平“H”状态下电路的相对高的输出阻抗(50~80Ω)所衰减。此外,由于电平“H”状态的抗扰度较大,使反冲问题并不十分突出,对HCT系列的器件,若采用肖特基二极管箝位和串联电阻端接方法相结合,其改善的效果将会更加明显。
当沿信号线有扇出时,在较高的位速率和较快的边沿速率下,上述介绍的TTL整形方法显得有些不足。因为线中存在着反射波,它们在高位速率下将趋于合成,从而引起信号严重失真和抗干扰能力降低。因此,为了解决反射问题,在ECL系统中通常使用另外一种方法:线阻抗匹配法。用这种方法能使反射受到控制,信号的完整性得到保证。
严格他说,对于有较慢边沿速度的常规TTL和CMOS器件来说,传输线并不是十分需要的。对有较快边沿速度的高速ECL器件,传输线也不总是需要的。但是当使用传输线时,它们具有能预测连线时延和通过阻抗匹配来控制反射和振荡的优点。1
决定是否采用传输线的基本因素有以下五个。它们是: (1)系统信号的沿速率, (2)连线距离,(3)容性负载(扇出的多少),(4)电阻性负载(线的端接方式);(5)允许的反冲和过冲百分比(交流抗扰度的降低程度)。
2.传输线的几种类型
(1)同轴电缆和双绞线:它们经常用在系统与系统之间的连接。同轴电缆的特性阻抗通常有50Ω和75Ω,双绞线通常为110Ω。
(2)印制板上的微带线
微带线是一根带状导(信号线).与地平面之间用一种电介质隔离开。如果线的厚度、宽度以及与地平面之间的距离是可控制的,则它的特性阻抗也是可以控制的。微带线的特性阻抗Z0为:
式中:Er为印制板介质材料的相对介电常数
6为介电质层的厚度
W为线的宽度
t为线的厚度
单位长度微带线的传输延迟时间,仅仅取决于介电常数而与线的宽度或间隔无关。
(3)印制板中的带状线