18、特殊电路的设计考量

特殊电路的设计考量

在电子电路设计领域，特殊电路的设计需要综合考虑诸多因素，以确保电路的性能和稳定性。本文将围绕快速脉冲电路、高频电路以及微波电路的设计规则和要点进行详细阐述。

快速脉冲电路设计规则

快速脉冲电路在现代电子系统中应用广泛，其设计需要特别关注导体长度、阻抗匹配等因素。
- 导体长度 ：在快速脉冲系统中，导体长度应尽可能短。因为集肤效应和介质损耗与导体长度成正比，过长的导体长度会增加这些损耗，影响脉冲的上升时间。例如，对于大型 PCB，介质损耗的影响更为显著，此时应选用适合高频的 PCB 材料。
- 寄生元件 ：需要明确哪些寄生元件（电容性和电感性）的影响更大，并据此设计导体布局。同时，未匹配的线路应保持极短，否则每厘米的上升时间增加可能高达 1ns。
- 接地线路 ：当寄生电容可能产生不良影响时，应提供接地线路（接地或通过电容接地）。

当导体长度 ( l )（单位：米）满足 ( l > \frac{t_r}{100ns} )（其中 ( t_r ) 为脉冲上升时间，单位：ns）时，印刷电路上的导体将表现为传输线。快速脉冲在传输线上传输时，会出现以下几种情况：
|匹配情况|现象|
| ---- | ---- |
|传输线与源和负载都匹配，且传输线不长|引入约 5ns/m 的简单延迟|
|传输线在一端（源或负载）匹配|可能在源或负载处产生单次反射|
|传输线两端都不匹配|会发生多次反射，导致干扰并显著减慢脉冲的上升和下降时间|

当连接长度超过 10 - 2