阻抗為區(qū)別直流電(DC)的電阻,把交流電所遇到的阻力稱為阻抗(Z0),包括電阻(R)、感抗(XC)和容抗(XL)。
1特性阻抗
又稱“特征阻抗”。在高頻范圍內(nèi),信號傳輸過程中,信號沿到達(dá)的地方,信號線和參考平面間由于電場的建立,會產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流I,而如果信號的輸出電平為V,在信號傳輸過程中,傳輸線就會等效成一個(gè)電阻,大小為V/I,把這個(gè)等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗Z0。特性阻抗受介電常數(shù)、介質(zhì)厚度、線寬等因素影響。
是指在某一頻率下,傳輸信號線中(也就是我們制作的線路板的銅線),相對某一參考層(也就是常說的屏蔽層、影射層或參考層),其高頻信號或電磁波在傳播過程中所受的阻力稱之為特性阻抗,它實(shí)際上是電阻抗、電感抗、電容抗等一個(gè)矢量總和。
2控制PCB特性阻抗的意義
PCB在電子產(chǎn)品中不僅起電流導(dǎo)通的作用,同時(shí)也起信號傳送的作用;
電子產(chǎn)品的高頻、高速化,要求PCB提供的電路性能必須保證信號在傳輸過程中不發(fā)生反射,保持信號完整、不失真;
特性阻抗是解決信號完整性問題的核心所在;
電子設(shè)備(如電腦、通信交換機(jī)等)操作時(shí),驅(qū)動元件(Driver)所發(fā)出的信號,需通過PCB信號線到達(dá)接收元件(Receiver)。為保證信號完整性,要求PCB的信號線的特性阻抗(Z0)必須與頭尾元件的“電子阻抗”匹配;
當(dāng)傳輸線≥1/3上升時(shí)間長度時(shí),信號會發(fā)生反射,須考慮特性阻抗。
3影響特性阻抗的因素
介質(zhì)介電常數(shù),與特性阻抗值成反比(Er),下圖為常規(guī)的板材參數(shù):
線路層與接地層(或外層)間介質(zhì)厚度,與特性阻抗值成正比(H),下圖為常規(guī)的板材參數(shù):
阻抗線線底寬度(下端W1);線面(上端W2)寬度,與特性阻抗成反比。
銅厚,與特性阻抗值成反比(T)
相鄰線路與線路之間的間距,與特性阻抗值成正比(差分阻抗)(S)
基材阻焊厚度,與阻抗值成反比(C)
4影響阻抗的工藝因素
由于蝕刻原因,在銅厚>2oz時(shí)對阻抗影響很大,一般無法控制阻抗。
設(shè)計(jì)中沒有銅和線的層面空白在生產(chǎn)時(shí)需要用固化片去填充,在計(jì)算阻抗時(shí)就不能直接代用板材供應(yīng)商提供的介質(zhì)厚度,而需要減去固化片填充這些空白地方的厚度,這就是自己計(jì)算的阻抗和生產(chǎn)廠家結(jié)果不一致的主要原因之一。
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原文標(biāo)題:關(guān)于阻抗控制,你知道多少?
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