Efectos de alta frecuencia en circuitos digitales

Abstract

En la actualidad el aumento de las longitudes electricas en PCB’s (Printed Circuit Boards) por el incremento del contenido espectral de las señales, puede tener un efecto significativo en la integridad de la señal que transportan las líneas e interconectores de alta velocidad en circuitos digitales y de microondas. El objetivo de este este trabajo consistirá en estudiar tanto mediante simulación de circuitos como experimentalmente dos diseños diferentes de circuitos impresos que poseen determinadas particularidades que permiten ilustrar la aparición de efectos no deseados en líneas de transmisión a altas frecuencias. En particular, ilustraremos la importancia que adquiere el concepto de impedancia característica o impedancia instantánea en líneas eléctricamente largas. En este sentido, analizaremos el efecto de la desadaptación de impedancias provocado por la geometría de la línea o por la presencia de conexiones no adaptadas a la línea principal y también el efecto de las discontinuidades en el plano de retorno del circuito.

Nowadays, there exists a trend toward the increase of the electrical length of circuit interconnects due to the increase of the spectral content of the signals. This can have a significant effect on signal integrity for high-speed interconnects in digital circuits. The objective of this work is to study both through circuit simulation and experimentally two different printed circuit designs that have certain characteristics which help to illustrate the presence of undesirable effects on transmission lines at high frequencies. In particular, we illustrate the importance of the concept of characteristic impedance for electrically long lines. In this sense, we analyze the effect of the impedance mismatch caused by the geometry of the line or by the presence of stubs. Also we investigate the effect of discontinuities in the return plane of the circuit.