Несбалансированная линия связи (Unbalanced Transmission Line) — это тип линии передачи сигнала, в которой один проводник является сигнальным (signal line), а другой служит общим обратным проводом (return path), обычно связанным с землёй (ground). Распределённые параметры (индуктивность, ёмкость, сопротивление, утечка) между этими проводниками несимметричны. Наиболее распространённым примером является коаксиальный кабель (coaxial cable) и микрополосковая линия (microstrip) на печатной плате.
Конструкция и параметры
В несбалансированной линии один проводник полностью окружает другой (коаксиал) или расположен над заземлённой плоскостью (микрополосковая линия). Это обеспечивает хорошую экранировку от внешних помех, но создаёт асимметрию в распределении электромагнитного поля. Волновое сопротивление (characteristic impedance, Z₀) такой линии рассчитывается по геометрии. Для микрополосковой линии на печатной плате оно зависит от ширины проводника (W), толщины диэлектрика (H) и его диэлектрической проницаемости (εᵣ).
Область применения
Несбалансированные линии широко используются для передачи цифровых сигналов, радиочастотных (RF) сигналов и видеосигналов, где важны простота реализации и хорошая помехозащищённость. В печатных платах микрополосковые линии — стандарт для разводки высокоскоростных интерфейсов (PCIe, USB, DDR). Коаксиальные разъёмы (например, SMA, BNC) применяются для подключения внешних антенн или измерительных приборов.
Особенности проектирования и производства
При проектировании несбалансированных линий на печатной плате нужно контролировать ширину проводника, толщину диэлектрика и однородность материала (по ГОСТ 10316-78) для обеспечения стабильного волнового сопротивления. Неравномерность (например, сужение проводника) вызывает отражения сигнала и ухудшает целостность сигнала (signal integrity). Для согласования импеданса используются согласующие резисторы (termination resistors). В производстве это требует точного соблюдения технологических допусков при изготовлении плат.
Источники: IPC-2141 «Design Guide for High-Speed Controlled Impedance Circuit Boards», справочники по СВЧ-технике и проектированию печатных плат, базовые стандарты на материалы (ГОСТ 10316-78).