从电气方面而言,传输线由两个属性定义:特性阻抗Z_0和时间延迟TD,即特性阻抗通常即是由传输线的电气属性直接定义出的单一阻抗值。
而瞬时阻抗则是信号在沿信号路径和返回路径传播时,在遇到晶体管寄生电容和片内电容等阻抗时所瞬时产生的,这意味着信号将会施加电压并驱动电流通过传输线的各个无穷小部分,如图1所示。
由此可见,在均匀的传输线中,传输线方向上的每个相同步长都具有相同的瞬时阻抗,而这一单一阻抗值便是传输线的特性阻抗。反之,非均匀的传输线则具有不止一个特性阻抗。
二,理论上,影响阻抗的主要元素是:
1,单位长度电容增大、走线宽度增大将会使Z0减小。
2,导体长度不影响Z0。
3,其他传输线参数对阻抗的影响很小。
三,在实际应用中,以最常见的带状线为例,每种传输线类型的不同参数对时间延迟和特性阻抗也有不同影响。在实验中,首先使用HyperLynx LineSim的嵌入式场解析器对多种类型的传输线,导线,电缆和连接器进行建模,并基于此,通过对各参数增加10%,可以分析出:介电常数和线宽对特性阻抗Z_0的影响最大,而损耗角正切值则没有任何影响。同时,影响延迟时间TD的只有传输线长度和介电常数。
四,驱动器的输出阻抗及封装效应
在驱动器的范畴中,由于信号源可以直接建模为戴维南等效电压源或诺顿等效电流源,因此可以通过仿真的方式获得驱动器输出阻抗。测量驱动器输出阻抗的简单方法之一是使用分压器电路:首先测量空载输出电压,然后添加一个电阻负载,随着负载电阻的变化,观察输出电压下降 50% 时的电阻值,该电阻值便是驱动器的输出电阻。
在实际设计仿真中,以上测量输出阻抗的方法还应该考虑封装寄生效应、晶体管寄生电容和片内电容效应对Z_0和 TD的影响。需要考虑到片内电容 C_comp会减慢开关沿的速度,封装寄生效应具有短传输线的行为效应。