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浅谈BNC占位设计几种办法

派旗纳米 浏览次数:213 分类:行业资讯

BNC的种类

视频监控设备在历史时间上一直将BNC与75阻抗同轴线配搭应用。短视频界面以往以普清速度(270Mbps)传送,之后升到超清速度(1.485Gbps),已经变换到3Gbps.BNC射频连接器须在数据信号耗损最少的情形下适用3Gbps的信息传送,与此同时还需要维持75?的特性特性阻抗,并将反射面降至最少。

很多射频连接器经销商都依据PCB上的贴片方法给予不一样种类的BNC.根据机械设备领域的考虑到,这种射频连接器可以选用竖直贴片、斜角贴片或边沿贴片。在电气设备层面,数据信号管脚要不表层贴片在线路板高层的联接焊层上,要不电焊焊接在镀覆埋孔内,数据信号走线则坐落于线路板的另一面。

BNC的检测

BNC是一种同轴连接器,专为适用达到3Gbps的大文件传输而设计方案,其特性关键在于BNC内的同轴线构造,从BNC射频连接器至PCB的变换将严重影响BNC的特性。设计方案优良的BNC团块对维持BNC网络带宽以及特点特性阻抗不可或缺。

时域反射计(TDR)是迅速检测信号不好管脚或团块的BNC同轴线构造內部特性的一个有效的专用工具。开展该检测的通俗方式是用平扁铜片使BNC的数据信号管脚与其说屏蔽掉管脚短路故障,随后向BNC内发送TDR阶跃单脉冲。根据精确测量从发送的TDR阶跃单脉冲反射面回的数据信号,仪表盘就可以测到在阶跃单脉冲传送期内的特性阻抗。

此斜角BNC具备匀称的同轴线构造,其75Ω特点特性阻抗在BNC内几乎保持不变,因而其团块应制定成具备与BNC同样的特性特性阻抗。

此斜角BNC的同轴线构造有不匀称的预兆,在斜角弯处,特点特性阻抗从允差的75Ω逐渐降低。在这里情形下,其团块可以设计方案相对性略高的特性特性阻抗以填补BNC的缺点。

此斜角BNC表明其同轴线构造有多种多样不匀称的预兆,在斜角弯处,它无法维持其特点特性阻抗。在这里情形下,难以为BNC给予具备优良回波损耗特性的团块。

BNC至线路板联接中的疑难问题

大部分表层贴装BNC射频连接器具备直徑大概为30~40mil的大数据信号管脚。为将数据信号管脚恰当电焊焊接在PCB上,必须宽约50mil的联接焊层。为有利于走线,通常会使用的8~15mil的偏细表层布线,将数据信号从BNC射频连接器传输至少管脚总数的电子器件

没经提升的表面贴装BNC团块的顶视图和剖面图。为完成75?特点特性阻抗,专业制定了一条12mil的微带线,按置在GND层上边15mil处。BNC的联接焊层等同于50mil的微带线。因为在焊层下边15mil上有GND层,因此焊层的特性特性阻抗大大的小于布线的特性特性阻抗。焊层造成特性阻抗大幅度降低,这可能危害数据信号品质并提升分布电容,进而减少BNC网络带宽。

大部分视频监控设备会应用插式BNC,因为它是更强的贴片可扩展性。BNC通常会贴片在线路板的高层,其数据信号管脚电焊焊接在很大的镀覆埋孔内,数据信号走线则坐落于线路板的最底层。图8表明了没经提升的插式BNC团块的顶视图和剖面图。內部接地质构造和电源层与镀覆埋孔防护,以防数据信号管脚短路故障。镀覆埋孔的圆柱型金属材料柱会造成小量电感器。每一个內部电源层都是会为镀覆埋孔给予生存电容器,实际容积在于內部电源层与金属材料柱间的空隙。空隙小的大镀覆埋孔会形成过高的电容器,进而造成特性阻抗大幅度降低。假如数据信号走线在BNC的同一层,镀覆埋孔便会变成悬架在数据信号走网上的残端,并造成很大的分布电容,乃至造成更大幅的特性阻抗降低。

没经提升的数据信号发送产生的危害

美国片与电视机技术工程师研究会(SMPte)公布了个规范,用以管理方法根据同轴线的数据大文件传输。这种SMPTE规范包含键入和导出回波损耗规定,关键要求了键入或导出端口号与75Ω互联网的匹配度。欠佳BNC或没经提升的BNC团块会造成特性阻抗失配,使其无法根据SMPTE回波损耗限定。

比较严重的特性阻抗失配会造成反射面,进而对数据品质形成不良影响,而且还会继续变小数据信息眼图的电流或时钟频率裕度。数据信号发送中的过高分布电容会影响数据信号途径的网络带宽,并造成标记间的影响和颤动。

BNC的挑选

如何选择BNC关键在于BNC的机械系统,及其与机器设备机壳的兼容模式。在电气设备层面,规定BNC能在插入损耗较低的情形下适用达到3Gbps的传送,与此同时还规定在其同轴线构造内维持匀称性和几乎匀速运动的特性特性阻抗。他们最好是具备较小的数据信号管脚,那样可在开展团块设计方案时尽可能应用最少的埋孔或联接焊层,便于将特性阻抗的不连续性降至最少。

全透明的BNC团块——表层贴装BNC

全透明的团块(transparent footprint)就是指其具备与BNC射频连接器同样的特性特性阻抗,且不容易显着提升危害BNC网络带宽的电源电路生存值。下边讨论几类方式,在其中一种合理方式是清查数据信号途径、找寻偏移总体目标特性阻抗的线路板几何图,并明确提出将特性阻抗修复至目标的方式。

表层贴装BNC,则大的联接焊层将造成特性阻抗大幅度降低。提升其特性阻抗必须应用比较大的电解介质间距(H》》15mil),但这并并不是可选计划方案。提升焊层特性阻抗的方式之一是清除焊层下边的一个或好几个层,以清除过高的分布电容。张口规格通常设计为能给予恰好充足的边沿电容器,以将联接焊层的特性阻抗修复至其目标。在焊层下边清除层的技术性。团块在于第一个GND层的部位,及其线路板中电源层的具体位置和总数。

在这里实例中,清除焊层下边全部的层。此流程会将焊层的特性特性阻抗提升到75Ω(此实例的总体目标特性阻抗)以上。为了更好地使特性阻抗修复至目标75Ω,在焊层的两边提升了接地装置铜片。这种接地装置片按置在焊层事先界定的距离处,那样就能造成恰好充足的接地装置藕合以完成需要的特性阻抗。该构造的特点是与线路板层叠彻底不相干,因而可在双层电源设计中多次重复使用。

全透明的BNC团块——插式BNC

针对插式BNC,其团块由镀覆埋孔以及变压器接地线两一部分构造构成。镀覆埋孔直徑通常为30~50mil.为使镀覆埋孔的特性阻抗维持为75Ω,在电源层中必须应用大空隙(反焊层)。反焊层规格决策于镀覆埋孔直徑及其线路板中的电源层总数。应用大的反焊层后,反焊层地区内的变压器接地线将缺失其GND参照,其特性阻抗便会提升。为处理此问题,必须将短铜片增加至反焊层内,以确保变压器接地线的特性阻抗。最底层变压器接地线上边的第一个电源层必须增加铜片,其总宽通常为布线长度的3~5倍。

在这里实例中,底端金属材料层上扩宽的变压器接地线随意一侧都按置了2个GND接地装置片。这种接地装置片按置在变压器接地线事先界定好的位子上,那样就能造成恰好充足的接地装置藕合以完成短变压器接地线需要的特性阻抗。该构造的特点是能单独调整电源层中的反焊层以操纵镀覆埋孔特性阻抗,且能单独调整保护接地片空隙以操纵变压器接地线特性阻抗。

BNC团块设计方案提升

BNC团块设计方案涉及到在GND和VCC里层按置反焊层或清除层,或按置表层GND接地装置片,以造成恰好充足的分布电容来确保需要的特性特性阻抗。团块在于BNC的数据信号管脚直徑,及其线路板中的电源层总数。在某种情形下,团块可以设计方案成偏移允差的75Ω以填补BNC自身轻度的缺点。电子工程师务必依据过去的工作经验来提升BNC团块,在大部分状况下,经常会开展多次线路板重设计方案。

应用三维磁感应模拟仿真可以提升BNC团块设计方案。从BNC的三维模型(机械设备层面和原材料特点)逐渐,将提议的团块构造和线路板特点(布线总宽、重叠和原材料特点)键入3D EM烧录器。实行时域模拟仿真以保证合乎相关回波损耗和插入损耗的设计方案总体目标,还能够实行模拟仿真TDR来查验BNC和团块的特性阻抗曲线图。

BNC经销商有完善的BNC实体模型,在顾客键入线路板层叠的情形下运作此模拟仿真,是全方位掌握BNC实体模型的较好方式之一。本一部分得出的模拟仿真实例由射频连接器经销商Samtec企业给予。

文中总结

文中探讨了BNC团块设计方案中的好多个疑难问题,并详细介绍了通透的团块设计方案的几类设计方法。最好的设计方案是应用具备最少数据信号管脚的射频连接器,进而不用设计方案一切独特线路板构造。针对数据信号管脚比较大的射频连接器,不论是边沿贴片或是插进种类,均可选用具备优良特性的可控特性阻抗团块。请尽量应用最少的焊层或孔。清查数据信号途径、逐一查验线路板构造、找寻途径中的生存电感器和电容器,并找到清除过高特性阻抗及其将特性阻抗修复至目标的方式。

文中常用的标准不但适用团块设计方案,对其他元器件的联接焊层也一样合理。快速电源设计不会再是点A至点B的简易联接。很多微小的合理布局管理决策都是会危害电气设备特性。三维磁感应仿真工具可协助技术工程师开展关键合理布局管理决策,并达到目标电气设备特性。时域反射计是开展线路板调节和鉴别特性阻抗转变部位的有效仪表盘。优良的数据信号发送是取得优良数据信号品质,及其达到回波损耗规定和电路板上其他电源电路规定的基本上。
来源于;互联网技术

 

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标签:电路板

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