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1阻抗控制概念介绍( ? u) J' V8 E$ ?1 x9 f7 s6 o
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阻抗
$ K2 o1 B; { d D3 l3 J% U为区别直流电(DC)的电阻,把交流电所遇到的阻力称为阻抗(Z0),包括电阻(R)、感抗(XC)和容抗(XL)。+ q0 n1 l6 Z' O" J5 y2 w
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特性阻抗
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- 又称“特征阻抗”。在高频范围内,信号传输过程中,信号沿到达的地方,信号线和参考平面间由于电场的建立,会产生一个瞬间电流I,而如果信号的输出电平为V,在信号传输过程中,传输线就会等效成一个电阻,大小为V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗Z0。特性阻抗受介电常数、介质厚度、线宽等因素影响。8 a6 O; ^; \" c5 _/ d
- 是指在某一频率下,传输信号线中(也就是我们制作的线路板的铜线),相对某一参考层(也就是常说的屏蔽层、影射层或参考层),其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗,它实际上是电阻抗、电感抗、电容抗等一个矢量总和。" x' \+ E, N. G; l6 ~* d4 D
2控制PCB特性阻抗的意义' k9 b. n2 [5 X, t
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; O% P, d0 J/ m6 v; h9 v. c3 D- PCB在电子产品中不仅起电流导通的作用,同时也起信号传送的作用;) {; H, P7 L7 Z2 ]# j3 ~
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- 电子产品的高频、高速化,要求PCB提供的电路性能必须保证信号在传输过程中不发生反射,保持信号完整、不失真;$ |! G$ d T$ c3 K7 }6 M6 m: ]
- 特性阻抗是解决信号完整性问题的核心所在;. S& E& l! u, I( U
- 电子设备(如电脑、通信交换机等)操作时,驱动元件(Driver)所发出的信号,需通过PCB信号线到达接收元件(Receiver)。为保证信号完整性,要求PCB的信号线的特性阻抗(Z0)必须与头尾元件的“电子阻抗”匹配;
* y7 a- f2 P# a1 T! {. T - 当传输线≥1/3上升时间长度时,信号会发生反射,须考虑特性阻抗。
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3影响特性阻抗的因素! m5 O! k3 y) j. R s3 K5 b
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7 Y: e3 O% L1 w! K- 介质介电常数,与特性阻抗值成反比(Er),下图为常规的板材参数:
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' t/ W; E# r) w' R9 g: n5 x, [
& G: I0 V# v7 _" T- Z3 l5 r - 线路层与接地层(或外层)间介质厚度,与特性阻抗值成正比(H),下图为常规的板材参数:' }" c6 m+ f* ^: s. E
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- 阻抗线线底宽度(下端W1);线面(上端W2)宽度,与特性阻抗成反比。
5 {6 M: ]# }5 U8 ? - 铜厚,与特性阻抗值成反比(T)
1 |+ U0 X* B @3 E/ g5 U - 相邻线路与线路之间的间距,与特性阻抗值成正比(差分阻抗)(S)
0 ?! [; T! I; U2 [7 K - 基材阻焊厚度,与阻抗值成反比(C)
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9 Z5 F& i4 s5 G& A7 d3 a- w) V 4影响阻抗的工艺因素+ H! f" V' Q! Z2 o
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% E' @, _: Q" s4 V- 由于蚀刻原因,在铜厚>2oz时对阻抗影响很大,一般无法控制阻抗。
6 ^% g7 K5 D$ X, {, |4 Z% B - 设计中没有铜和线的层面空白在生产时需要用固化片去填充,在计算阻抗时就不能直接代用板材供应商提供的介质厚度,而需要减去固化片填充这些空白地方的厚度,这就是自己计算的阻抗和生产厂家结果不一致的主要原因之一。
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