PCB阻抗介绍-呼叫中心-2012-12-20

PCB阻抗培训资料-呼叫中心2012年12月,定义：,阻抗（impedance）：在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗，其中电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。阻抗的单位是欧。电阻：在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻很小的物质称作良导体，如金属等;电阻极大的物质称作绝缘体，如木头和塑料等。容抗及感抗：电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是欧姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。对于一个具体电路，阻抗不是不变的，而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中，电路的阻抗一般来说比电阻大。当该串联电路达到谐振的时候，也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中，谐振的时候阻抗增加到最大值，这和串联电路相反。,定义：,阻抗板的定义：一种好的叠层结构就能够起到对印制电路板特性阻抗的控制，其走线可形成易控制和可预测的传输线结构叫做阻抗板.,传输线（阻抗线）的定义：PCB的传输线是由讯号线、介质层与参考层三者共同组成，缺一不可。（凡讯号在导线中传播时，若该线路的长度接近讯号波长的1/7时，该导线即被视为传输线。波长=光束（C）/频率(F）。,定义：,常见的四种传输线线：,如上图所示：第一种为共轴的传输线。同轴电缆。第二种为微波传输线，即我们一般看到的阻抗线在外层的特性阻抗。第三种是带状传输线，即我们一般看到的阻抗线在内层的特性阻抗。第四种为共面线，即我们经常讲到的共模阻抗,共轴的传输线,微波传输线,带状传输线,共面线,定义：,阻抗分类：,1：特性阻抗：在PCB线路中流动的是方波信号或脉冲信号（SQUAREWAVESIGNALPULSE）在能量上的传输，这种信号在传输时所受的阻力称为特性阻抗。特性阻抗分为：外层特性阻抗、内层特性阻抗。阻抗值为在25-75欧姆之间。2：差分阻抗：指在同一层中的两根信号线间的信号阻力干扰。差分阻抗分为：外层差分阻抗、内层差分阻抗、共面差分、异面差分。阻抗值为在80-125欧姆之间。备注：共面阻抗：也是差分阻抗的一种.但信号的传输与其相邻的铜面距离有相应的影响。异面差分：也是差分阻抗的一种.但信号的传输与其相邻的层次有相应的影响。,定义：,阻抗分类：,差分阻抗,特性阻抗,定义：,阻抗分类：,定义：,阻抗分类：,定义：,阻抗分类：,定义：,阻抗分类：,现有三线阻抗：,定义：,阻抗分类：,定义：,阻抗科邦：,阻抗控制：,1：针对目前高频高速的要求，及对信号失真状况越来越高的要求，在设计PCB时方波信号在多层板讯号线中，其特性阻抗值必须要和电子元件的内置电子阻抗相匹配，才能保证信号的完整的传输。2：当特性阻抗值超出公差时，所传讯号的能量将出现反射、散失、衰减或延误等劣化现象，严重时会出现错误讯号。3：由于元件的电子阻抗越高，其传输速率越快。总之，是为了配合电子元器件的电子阻抗，避免信号传输时失真的现象，所以要控制阻抗,为什么需要控制阻抗？,阻抗合格,阻抗偏差,阻抗控制：,为了最小化反射的负面影响，一定要有解决办法去控制它们。有三个方法可以减轻反射的负面影响。方法一：是降低系统频率以便在另一个信号加到传输线上之前传输线的反射达到稳态，这个对于高速系统通常是不可能的，因为它需要降低操作频率，成为低速系统。方法二：缩短PCB走线以便反射在短时间达到稳态，这也是不实际的因为通常这样做会增加PCB板层，成本提高很多。此外缩短走线在某种情况下在物理上也是不可能的。方法三：就是在传输线的两端用等于线的特征阻抗的阻抗端接传输线以排除反射。,怎样控制阻抗？,阻抗控制内容：1、PCB迹线阻抗控制；2、信号端接技术；3、信号拓朴。,阻抗匹配控制：,阻抗合格时：,控制信号传输路径特征阻抗保持恒定，反射系数为0，意味着传输路径上没有反射，这种情况就称为阻抗匹配。此时信号将理想地传递到终端。我们将信号传输拟做软管浇花：,阻抗匹配介绍：,阻抗不合格：,阻抗影响因素：,在正常的PCB设计条件下，主要以下几个因素由PCB制造对阻抗产生影响：1、介质层厚度与阻抗值成正比。2、Er(介电常数)与阻抗值成反比。3、铜箔厚度与阻抗值成反比。4、线宽与阻抗值成反比。5、油墨厚度与阻抗值成反比。,Er：也称为DK（介质常数），即。不同的材料，在不同的测量条件下，其Er值也不同。对讯号的传播速度有很大的影响，常见的FR4板材PCBDK值为4.4.,阻抗测量：,阻抗测量仪主要厂家：Agilent安捷伦、T