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高多层阻抗板特性阻抗的计算及控制

2017-10-15

1 阻抗板阻抗特性
据信号的传输理论，信号是时间、距离变量的函数，因此信号在连线上的每一部分都有可能变化。因此确定连线的交流阻抗，即电压的变化和电流的变化之比为传输线的特性阻抗（Characteristic Impedance）：传输线的特性阻抗只与信号连线本身的特性相关。在实际电路中，导线本身电阻值小于系统的分布阻抗，尤其阻抗板是高频电路中，特性阻抗主要取决于连线的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。理想传输线的特性阻抗只取决于连线的单位分布电容和单位分布电感。

2 阻抗板特性阻抗的计算
信号的上升沿时间和信号传输到接收端所需时间的比例关系，决定了信号连线是否被看作是传输线。具体的比例关系由下面的公式可以说明：如果PCB板上导线连线长度大于l/b就可以将信号之间的连接导线看作是传输线。由信号等效阻抗计算公式可知，传输线的阻抗可以用下面的公式表示：在高频（几十兆赫到几百兆赫）情况下满足wL>>R（当然在信号频率大于109Hz的范围内，则考虑到信号的集肤效应，需要仔细地研究这种关系）。那么对于确定的传输线而言，其特性阻抗为一个常数。信号的反射现象就是因为信号的驱动端和传输线的特性阻抗以及接收端的阻抗不一致所造成的。对于CMOS电路而言，信号的驱动端的输出阻抗比较小，为几十欧。而接收端的输入阻抗就比较大。

3 阻抗板特性阻抗控制
印制电路板上导线的特性阻抗是电路设计的一个重要指标，特别是在高频电路的PCB设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。因此，在PCB设计的可靠性设计中有两个概念是必须注意的。

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