高速電路PCB的網(wǎng)絡(luò)和傳輸線是怎樣設(shè)計(jì)的

嚴(yán)格地講，網(wǎng)絡(luò)是一個(gè)限于低速、集總參數(shù)電路的概念。如圖1所示，不管元件Pl的引腳A到元件R1、P2、P3的B、C、D引腳互連用哪種物理連接（微帶線、帶狀線、同軸電纜還是跳線），也不管中間是否經(jīng)歷過(guò)孔或是線寬變化，引腳B、C、D上都能實(shí)時(shí)和不失真地反映引腳A的波形變化。當(dāng)然，這是一種理想狀況，然而對(duì)于低速信號(hào)是合理的，因此，A、B、C、D之間的任何連接為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)（節(jié)點(diǎn)），如圖1所示的黑線為網(wǎng)絡(luò)Netl。

但是，對(duì)于高速信號(hào)，如第3章所講的就完全不是這樣了，一個(gè)信號(hào)從引腳A輸出，到達(dá)D可能完全失真，而且也完全不考慮信號(hào)電流是如何返回的，所以需引入傳輸線的概念。傳輸線的原理在第3章已有詳細(xì)介紹，在此僅澄清概念上的混淆。

如圖2所示，傳輸線用于信號(hào)從一個(gè)地方傳輸?shù)搅硪粋€(gè)地方，它包括兩條路徑：信號(hào)路徑和返回路徑，信號(hào)路徑只是構(gòu)成信號(hào)傳輸系統(tǒng)的一部分。

圖1 網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn) 圖2 傳輸線由信號(hào)路徑和返回路徑組成

那么信號(hào)從一點(diǎn)到另一點(diǎn)，比如說(shuō)從圖1所示中的A到D不再是實(shí)時(shí)無(wú)失真的了，它們之間的任何金屬互連線已經(jīng)不能簡(jiǎn)單地抽象為一個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)，而必須用具有一定電特性的特性阻抗和時(shí)延的元件去描述，而且，還要為這條任何金屬互連線上的電流找一個(gè)返回路徑，兩者之間還要形成電場(chǎng)，如圖2所示的虛線箭頭。這就是傳輸線和網(wǎng)絡(luò)的區(qū)別，在高速電路中，幾乎會(huì)遺忘網(wǎng)絡(luò)中的一個(gè)概念：傳輸線。

微帶線、帶狀線都只是傳輸線的一種形式。而走線則是這些傳輸線的信號(hào)路徑在PCB上的物理實(shí)現(xiàn)，比如，PCB表層的走線就是微帶線的一部分，而層間走線則是帶狀線的一部分，要實(shí)現(xiàn)信號(hào)傳輸，就要為它尋找一個(gè)返回路徑，在PCB上的返回路徑就是參考平面或信號(hào)路徑周?chē)钠渌麑?dǎo)體，甚至自由空間。