[發明專利]一種測量設備及其放大電路、阻抗部件和多層印刷電路板

有效

• 申請號: 200910148623.2
• 申請日: 2009-06-25
• 公開（公告）號: CN101932189A
• 公開（公告）日: 2010-12-29
• 發明（設計）人: 王悅;王鐵軍;李維森
• 申請（專利權）人: 北京普源精電科技有限公司
• 主分類號: H05K1/00
• 分類號: H05K1/00;H05K1/11;H05K9/00;H01C1/16;G01R15/12;G01R13/00
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技術領域

本發明的一種測量設備及其放大電路、阻抗部件和多層印刷電路板涉及到電變量測量設備及其采用的放大電路、電阻網絡或多層印刷電路板領域。

背景技術

隨著表面貼裝工藝(SMT)的普及與發展，當前的測量設備的制作工藝水平已經得到了極大的提高，測量設備的結構更加緊湊和小巧。但同時，這種工藝技術也為測量設備帶來了寄生電容的問題，特別是為了消除電磁干擾，而在印刷電路板上設置屏蔽層(地層)的情況下，這一問題就顯得更加嚴重。其原因在于，印刷電路板的元件層上的焊盤和屏蔽層之間會形成寄生電容，這些寄生電容會影響測量設備的性能。

眾所周知，印刷電路板上的寄生電容往往會使測量設備的幅頻特性變差，測量準確度或測量范圍下降。因此，如何消除或抵消寄生電容產生的影響已經成為電信號測量所必須解決的難題。

下面詳細說明SMT工藝產生寄生電容的原理以及寄生電容的計算方法。

印刷電路板上的寄生電容通常是由兩個互相絕緣、且相鄰的導體形成，比如，參見圖1，在具有元件層1、介質層2和底層3的雙面印刷電路板4上，當元件層1具有兩個相鄰導電焊盤6、7，且底層3為由導體構成的、連接公共端的屏蔽層5時，焊盤6與焊盤7之間就會形成寄生電容C1，焊盤6與屏蔽層5之間會形成寄生電容C2，焊盤7與屏蔽層5之間會形成寄生電容C3。

一并參照圖1和圖2，將印刷電路板4上的焊盤6對應為連線端子21，焊盤7對應為連線端子22，屏蔽層5對應為連線端子23，可以獲得印刷電路板4的等效電路24，從電路24可以看出，連線端子21和連線端子22之間連接寄生電容C1，連線端子21和連線端子23之間連接寄生電容C2，連線端子22和連線端子23之間連接寄生電容C3。

本領域技術人員根據公知的寄生電容計算公式1就可以分別計算出電路24中的寄生電容C1、C2和C3的電容值。

-----------寄生電容計算公式1

其中，

C為寄生電容的電容值；

ε_r為構成介質層的絕緣介質的相對介電常數；

ε為真空介電常數；

S為兩個導體極板的正對面積；

d為介質層的厚度。

下面配合實際例子詳細說明寄生電容對測量設備產生的影響。

寄生電容會對多種測量設備產生影響。比如，交流電壓表、電流表、萬用表、示波器、信號發生器、邏輯分析儀等通用測量儀器產生影響，或還包括對其他綜合測量儀器產生影響。

示波器是最為常見的通用測量設備之一，通常用來觀查和分析被測信號的波形，測量所述波形的各項指標，寄生電容會對所述的示波器產生影響，比如，寄生電容往往會對示波器的頻率響應特性產生影響，如使示波器的帶寬變窄、使示波器的頻率響應曲線不平滑。

參見圖3，通常的示波器都具有衰減電路31，衰減電路31就是最易受寄生電容影響的部件之一，該電路的帶寬往往會決定整個示波器的帶寬范圍，示波器的衰減電路31通常是一個由電阻R1和電阻R2形成的電阻網絡，具有輸入端32、輸出端33和公共端34，其中電阻R1連接在電路的輸入端32和輸出端33之間，電阻R2連接在輸出端33和公共端34之間。示波器的衰減電路31的輸入端32、輸出端33串聯連接在示波器的信號輸入端和采樣測量部件之間，所述的示波器的信號輸入端用來連接被測信號，所述的采樣測量部件用于測量和顯示被測信號。所述的衰減電路31用于對由示波器的信號輸入端接入的被測信號進行衰減，使其幅值滿足后面的采樣測量電路的測量量程范圍。

參考圖4，當采用表面貼裝工藝安裝電阻R1和電阻R2時，通常是將電阻R1和電阻R2安裝在一個具有介質層41、元件層42和屏蔽層43的印刷電路板44上，印刷電路板44的元件層42上設置一個第一焊盤45、一個第二焊盤46和一個第三焊盤47，使電阻R1安裝在第一焊盤45和第二焊盤46之間，使電阻R2安裝在第二焊盤46和第三焊盤47之間。在元件層42和屏蔽層43之間還具有一個導電的過孔48，該過孔48用于電連接屏蔽層43和所述的第三焊盤47，使屏蔽層43與焊盤47等電位。

結合參考圖3、4，在現有技術中，元件層42和屏蔽層43通常是由銅箔形成，其中屏蔽層43通常和公共端34連接，配合覆蓋在元件層42上的屏蔽罩，用以屏蔽電磁干擾信號對衰減電路31的影響。