Was ist eine PCB-Übertragungsleitung?

12. März 2020

Eine normale Übertragungsleitung ist eine Art Kabel, das verwendet wird, um Elektrizität von einem Punkt zum anderen oder über mehrere Punkte hinweg zu übertragen, beispielsweise von einer Umspannstation zu verschiedenen Verteilereinheiten in der Umgebung. Es überträgt also im Grunde elektrische Signale. Auf den gleichen Leitungen ist eine PCB-Übertragungsleitung eine HF-Verbindung, die verwendet wird, um Signale zu und von den Sendern und Empfängern auf einer Leiterplatte zu übertragen. Es besteht aus zwei Leitern, wobei einer das Signal verfolgt und der andere den Rückweg verfolgt. HF-Verbindungen oder PCB-Sender verhalten sich ganz anders als die normale Stromübertragungsleitung. Dieser Beitrag konzentriert sich auf die Details von PCB-Übertragungsleitungen.

Bedeutung von Übertragungsleitungen in Leiterplatten

Übertragungsleitungen sind sehr wichtig, um Verluste bei seriellen Verbindungen und die Folgekosten zu vermeiden. Dies gilt insbesondere für Hochfrequenzschaltungen, da in diesen Fällen die Wahrscheinlichkeit von dielektrischen Verlusten und Signalstörungen größer ist. Daher müssen das Übertragungsleitungsformat und die Modellierung in der Entwurfsphase sorgfältig untersucht und fertiggestellt werden. Glücklicherweise haben es aufgrund der technologischen Fortschritte bei der Herstellung, der Modellierung integrierter Schaltungen und erhöhter Betriebsfrequenzen ermöglicht, digitale Schaltungsentwürfe in HF- und Mikrowellenverbindungen zu implementieren. Hier ist es wichtig, bestimmte Übertragungsleitungsparameter zu berücksichtigen, um Leiterbahnen in Leiterplatten genau zu verbinden. Hier sind einige Hinweise, die in dieser Hinsicht hilfreich sein können:

• Eine Übertragungsleitung ist im Grunde ein Netzwerk aus zwei oder mehr Ports mit einem Stromerzeugungsende und einem Empfangsende. Daher haben die meisten Übertragungsleitungen mindestens zwei Leiter.
• Bei Drehstromleitungen sind drei Leiter erforderlich. Als Übertragungsleitungen können normale Koaxialkabel oder Leiterbahnen verwendet werden.
• Der in einer Leiterplatte und ihrer Anwendung erforderliche Widerstand muss berücksichtigt werden, da gute Leitermaterialien und eine große Oberfläche auf diesen Leitern den Widerstand verringern. Diese beiden Faktoren sind also umgekehrt proportional zum Widerstand. Dies gilt für große Wellenlängen und lange Leiterbahnen. Glücklicherweise sind jetzt bessere Optionen verfügbar, wobei Übertragungsleitungen über Widerstands- und Niederfrequenzanwendungen hinaus in Betracht gezogen werden.
• Bei kurzen Wellenlängen und kleinen Schaltungsgrößen verhält sich die Übertragungsleitung ganz anders. Die Kapazität zwischen zwei Leitern bei einer bestimmten Länge und die Schleifeninduktivität über der Leiterlänge in der Übertragungsleitung haben ebenfalls ihren Einfluss.
• Widerstand und Leitwert sind ebenfalls anwendbar, aber sie sind resultierende Parameter. Dies liegt daran, dass der Leitwert der Wert ist, der auf der Grundlage der dielektrischen Verluste zwischen den Leitern abgeleitet wird. Der Widerstand ist das Ergebnis physikalischer Eigenschaften der in Leitern verwendeten Materialien und der verfügbaren Oberfläche oder der physikalischen Abmessungen auf einer Leiterplatte.
• Basierend auf all diesen Eigenschaften wie Konduktanz, Kapazität usw. und ihrer Auswirkung auf Hochfrequenzsignale wird das Verhalten der Übertragungsleitung entschieden.
• Man könnte meinen, dass diese Leitungen einfach Signale von einem Punkt zum anderen übertragen. Obwohl dies die Kernfunktion von Übertragungsleitungen ist, sollte das Design sorgfältig durchgeführt werden. Jegliche Schlupflöcher beim Design der Leiterbahnen und Übertragungsleitungen wirken sich direkt auf die Funktionalität der Leiterplatte aus.
• Die Verwendung fortschrittlicher Fertigungstechniken ist der Schlüssel zu einem fehlerfreien Design im Falle von Hochfrequenzanwendungen und kurzen Spuren, die als Übertragungsleitungen verwendet werden. Es ist auch entscheidend, dielektrische Materialien von guter Qualität zu verwenden. Da die Größe der Komponenten und der Leiterplatten im Allgemeinen von Tag zu Tag kleiner wird, ermöglichen gute Herstellungs- und Montagetechniken eine einfache und korrekte Platzierung der Komponenten auf der Platine, und sie können auf kleinem Raum untergebracht werden.

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