阻抗設(shè)計與制作知識

提綱:

· 1.阻抗定義及阻抗匹配理解

· 2.阻抗常見類型

· 3.阻抗適用的范圍

一,、阻抗控制的介紹

1.1 阻抗定義:

在某一頻率下，電子器件傳輸信號線中,，相對某一參考層,，其高頻信號或電磁波在介質(zhì)內(nèi)傳播的過程中所受的阻力，稱之為阻抗,；其必須控制在一額定范圍內(nèi),方可保證信號在傳輸過程中不失真（信號無法接受/串信號,，信號接收不穩(wěn)定….）。（阻抗是電阻抗,，電感抗,，電容抗……的一個矢量總和）。

1.2 什么叫阻抗匹配：如果把電壓比作速度,、把電流比作力量：比如兩個人,，工錢一樣，一個干瘦,，力量不大,，但跑路速度快；另一個是胖子,，雖然動作較慢,，但有力量。如果你讓瘦子跑腿去送信,、讓胖子搬運貨物,，這活就安排對了，這叫阻抗匹配；如果你讓胖子跑腿去送信,、讓瘦子干體力活,，雖然也能做，但誰都干不好,，這叫不匹配,。

瘦子速度快力量小，相當(dāng)于電壓高電流小,，適合高阻抗的工作,；胖子速度慢力量大，相當(dāng)于電壓低電流大,，適合低阻抗的工作,。雖然他們的工錢（功率）都一樣，但只有工作（阻抗）匹配了,，才能讓他們發(fā)揮的最好,。

1.3 阻抗匹配三要素：

上圖總結(jié)：當(dāng)信號在PCB上傳輸時，PCB板的特性阻抗必須與頭尾元件的電子阻抗相匹配,，一但阻抗值超出公差,，所傳出的信號能量將出現(xiàn)反射、散射,、衰減或延誤等現(xiàn)象,，從而導(dǎo)致信號不完整，信號失真,。

二,、阻抗常見類型

1.單端阻抗(single ended Impedance):

定義：當(dāng)兩導(dǎo)體與其地層絕緣后，彼此形成的阻抗

通常指傳輸線相對于最近的GND層之間的特性阻抗,調(diào)節(jié)的方式通常以調(diào)整線寬W和介質(zhì)層厚度H為主;

2.差分阻抗(Differential Impedance):

定義：兩導(dǎo)線間的量測阻抗

通常指兩條傳輸線之間的特性阻抗,調(diào)節(jié)的方式通常以調(diào)整線寬W與間距S和介質(zhì)層厚度H為主;

3.共面阻抗(Coplanar Impedance)

定義：將兩導(dǎo)線連接在一起時,，導(dǎo)線對接地層之間的阻抗關(guān)系

三,、阻抗適用范圍

1.以終端產(chǎn)品工作頻率,及必須阻抗匹配的觀點來看,須做特性阻抗控制的電路板可粗分為兩類:高頻類(射頻R.F.)與高速類(邏輯頻率L.F.)

1.1.高速邏輯類：（ＰＣ類）

此類傳輸線在質(zhì)量要求上要比傳統(tǒng)導(dǎo)線嚴(yán)格很多。不再僅僅要求OPEN/SHORT測試過關(guān),或是缺口與毛頭未超過線寬的'20%',就能'允收'的事,。必須要求所測到的'特性阻抗'值,也應(yīng)控制在公差之內(nèi)才能出貨,否則只有報廢根本無法'重工'挽救,。因此'特性阻抗控制'已成為'高速邏輯線路板'類的重點品保項目（主機板，卡板等）

1.2.高頻通信類：

所謂高頻或'射頻'級的電子產(chǎn)品,是指與無線電之電磁波有關(guān),以模擬正弦波傳播的產(chǎn)品,如雷達,、電視,、廣播、手機,、微波等,。

2.阻抗匹配

元件本身會顯出其特性阻抗，故在使用中要求PCB線路特性阻抗毫無選擇地必須與之邏輯系列的特性阻抗相匹配,。

如果PCB導(dǎo)線的阻抗與裝置特性阻抗不匹配,，信號線上將出現(xiàn)許多不良反射,，而裝置本身無法解決,從而導(dǎo)致高速數(shù)字系統(tǒng)中計算時間增長或隨機錯誤增高。阻抗值和阻抗公差由線路設(shè)計工程師和PCB設(shè)計者指定,，但是，它需要PCB制造商遵照設(shè)計者的標(biāo)準(zhǔn)并核實成品板是否符合標(biāo)準(zhǔn),。