1、反射與阻抗
高速pcb設計的入門,我們就知道,訊號會反射,就像光線從空氣射到玻璃,一部分光會折射,還有一些會被反射。
訊號也一樣,如果傳輸線的阻抗不一致,在阻抗跳變的地方,一部分能量繼續傳輸,一部分能量會被反射回去。
在這個話題裡,我們首先知道,阻抗不連續會引起訊號反射。當然,我們後面的話題會深入**:什麼時候需要關注訊號的反射,並不是所有的阻抗不連續都需要被關注。
2、阻抗可以有哪些話題
那麼,什麼是傳輸線阻抗呢?先來看看傳輸線的分布引數等效模型:
這是乙個特徵阻抗近似計算公式,式中l為分布電感,c為分布電容。
特徵阻抗:這是使用頻率非常高的乙個專業術語,在各種定義中,筆者最喜歡的描述是:特徵阻抗是沿線上分布電容和電感的等效,它的物理意義是,入射波的電壓與電流的比值,或反射波的電壓與電流的比值的負值。這個定義方式直觀明了地解釋了很多高速設計問題,方便設計工程師去理解阻抗控制的概念。
注:在高速先生所有系列中,「阻抗」就指的是特徵阻抗。
微帶線阻抗:
帶狀線阻抗:
還是一樣的原則,我們不需要記公式,只需要記住各個元素和阻抗的比例關係,然後能在工作中靈活運用就好了:
介電常數:材料性質的一種, 決定當單位電壓下, 單位容量內材料可儲存的靜電能。介電常數增大,阻抗減小。
線路到參考平面距離:距離增加阻抗增大
線寬:線寬增加阻抗變小.
銅厚:銅厚增加阻抗變小.
相鄰線間距(針對差分):間距增大阻抗增大
綠油厚度:厚度增加阻抗變小
案例1:某pcb板上的走線比較密,只能用比較小的線寬,通過計算發現阻抗超過了標準,在板材不變(介電常數不變)的情況下,可以通過減小層間距離來實現阻抗控制。
案例2:某pcb板,板厚1.2mm,需要設計成10層板。層間的平均厚度也就是0.1mm左右,又不想走太細的線,但是怎麼算,4mil走線的阻抗都達不到50歐姆。
傳輸線終端阻抗匹配
對於pcb的走線或者電纜,在其電氣長度大於線路上所傳輸的訊號上公升時間 幅度由20 公升至80 時所需時間 的一半時候,其表現為傳輸線特性。為了獲得優化的訊號完整性,適當的終端是非常重要的。這裡我們討論源 負載 雙終端策略。如圖24所示的傳輸線終端,並行負載阻抗為zl,由乙個電壓訊號源或電流訊號源驅...
傳輸線端接
傳輸線端接 傳輸線的端接一般源端端接指在盡量靠近源端的位置串聯乙個電阻rs以匹配訊號源的阻抗,使源端反射係數為零,從而抑制從負載反射回來的訊號再從源端反射回負載端。rs加上驅動源的輸出阻抗zs應等於傳輸線阻抗zo,即rs zo zs 串聯電阻的值通常選擇在15 75 較多的選擇為33 源端端接 優點...
傳輸線損耗
傳輸線損耗主要包括 導體損耗 介質損耗 耦合至鄰近線 阻抗不連續 輻射損耗等。1.導體損耗的原因主要是 趨膚效應 銅箔表面粗糙度。導體的電阻在交流情況下隨頻率變化,隨著頻率公升高,電流由於趨膚效應集中在導體表面,因此受到的阻抗增大 橫截面積減小 同時銅箔表面的粗糙度也會加劇導體損耗。2.介質損耗 源...