
PCB工程師每天會遇到不同的問題,而我們要解決的就是阻抗匹配這一問題。很多人對這個問題不是很清楚,到底什么是阻抗匹配?阻抗匹配重要性在哪里?阻抗匹配的方法又有哪些?下面就從這三點(diǎn)來深度剖析。
一、什么是阻抗
對電路中電流所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗單位為歐姆,常用Z表示,是一個復(fù)數(shù)Z=R+i(ωL–1/(ωC))。具體說來阻抗可分為兩個部分,電阻(實(shí)部)和電抗(虛部)。其中電抗又包括容抗和感抗,由電容引起的電流阻礙稱為容抗,由電感引起的電流阻礙稱為感抗。
二、阻抗匹配的重要性
阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負(fù)載之間達(dá)到一種適合的搭配。阻抗匹配主要有2個作用,調(diào)整負(fù)載功率和抑制信號反射。
1、調(diào)整負(fù)載功率
假定激勵源已定,那么負(fù)載的功率由兩者的阻抗匹配度決定。對于一個理想化的純電阻電路或者低頻電路,由電感、電容引起的電抗值基本可以忽略,此時電路的阻抗來源主要為電阻。
2、抑制信號反射
當(dāng)一束光從空氣射向水中時會發(fā)生反射,這是因?yàn)楣夂退墓鈱?dǎo)特性不同。同樣,當(dāng)信號傳輸中如果傳輸線上發(fā)生特性阻抗突變也會發(fā)生反射。波長與頻率成反比,低頻信號的波長遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于傳輸線的長度,因此一般不用考慮反射問題。高頻領(lǐng)域,當(dāng)信號的波長與傳輸線長出于相同量級時反射的信號易與原信號混疊,影響信號質(zhì)量。通過阻抗匹配可有效減少、消除高頻信號反射。
三、阻抗匹配的方法
阻抗匹配的方法主要有兩個,一是改變組抗力,二是調(diào)整傳輸線。
改變阻抗力就是通過電容、電感與負(fù)載的串并聯(lián)調(diào)整負(fù)載阻抗值,以達(dá)到源和負(fù)載阻抗匹配。
調(diào)整傳輸線是加長源和負(fù)載間的距離,配合電容和電感把阻抗力調(diào)整為零。此時信號不會發(fā)生發(fā)射,能量都能被負(fù)載吸收。高速PCB布線中,一般把數(shù)字信號的走線阻抗設(shè)計(jì)為50歐姆。一般規(guī)定同軸電纜基帶50歐姆,頻帶75歐姆,對絞線(差分)為85-100歐姆。
總結(jié):通過本文的學(xué)習(xí),希望能對不了解阻抗匹配的有所幫助,避免以后走彎路。
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