指狀電源和地線的串?dāng)_分析

圖5.11示意了電源和地線的指狀布局，與電源和地的柵格類(lèi)似，容許一些互感的耦合，但是節(jié)省了更多的線路板面積。

在FCC分貝輻射指南之前制造的早期計(jì)算機(jī)設(shè)備中，這種老式布局出現(xiàn)過(guò)。電源和地的指狀布局同樣也用廉價(jià)的繞接框架上，建議不要使用這種布線方法。

電源和地的指狀技術(shù)只適用于在小的電路卡上實(shí)現(xiàn)非常低速的邏輯電路。

它的主要優(yōu)勢(shì)是電源和地的接線可以在單層上實(shí)現(xiàn)。信號(hào)走線需要另外一層。

在電源和地的指狀設(shè)計(jì)圖中，地線走在板子的右邊，電源線布在、板子左邊。當(dāng)需要的時(shí)候這些走線可以從左邊延伸到右邊，像長(zhǎng)的手指或橫欄木梯。

集成電路塊跨立在這些橫檔上，通過(guò)短的連線接地或接到電源線。相鄰的電源和地線之間有旁路電容。

這個(gè)布局的問(wèn)題是，大部分的返回信號(hào)電流必須走過(guò)板子邊緣的所有路徑，以回到它們的驅(qū)動(dòng)器。這個(gè)路徑的改道引入大量的自感和互感。

如果必須采用雙面板，可以使用“平行交叉地平面的串?dāng)_”的電源和地柵格方式。

如果由于某些示知的因素，不得不使用指狀的地線布局，那么首先制作一個(gè)樣板，測(cè)量走線之間的互感，然后再計(jì)算電路是否能正常工作。

當(dāng)采用低速的CMOS邏輯或老式的LS-TTL系列電路時(shí)，它可能工作，但是其他的任何快速邏輯系列產(chǎn)品則無(wú)法發(fā)揮作用。產(chǎn)品除了有無(wú)法使用的簡(jiǎn)單風(fēng)險(xiǎn)外，開(kāi)放的電流環(huán)路的電磁輻射在FCC輻射測(cè)試中幾乎肯定不合格。

下面是電源和地的指狀布局上的環(huán)路電感的近似計(jì)算公式：

其中，L=電感，NH
X=板子寬度，IN
W=走線寬度，IN
Y=走線長(zhǎng)度，IN

注意，走線寬度加倍對(duì)整個(gè)電感來(lái)說(shuō)幾乎沒(méi)有影響。很寬的地線也起不到改善作用，所需要的是用一個(gè)較細(xì)的網(wǎng)狀地線覆蓋板子的表面。

如果其中一條走線靠近一邊，其電感會(huì)稍小一些。

因?yàn)榉祷仉娏鬓D(zhuǎn)向板子的周?chē)吘?，磁?chǎng)分布在各處，任何其他橫切這些磁場(chǎng)時(shí)，都會(huì)與其產(chǎn)生緊耦合，任何兩條走線的耦合電感LM實(shí)際上和上式中的L相同。距離不會(huì)引起耦合電感減少太大。

可以采用“開(kāi)槽地平面的串?dāng)_”的公式，計(jì)算由自感和互感引起的上升時(shí)間劣化和串?dāng)_電壓。