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在平時(shí)設(shè)計(jì)中PCB特性阻抗的重要性

時(shí)間:2017/6/1 11:33:20

特性阻抗,或稱為特征阻抗,是衡量PCB上傳輸線的最重要指標(biāo)。PCB傳輸線的特性阻抗不是直流電阻,屬于微波長(zhǎng)線傳輸中的概念。


對(duì)于均勻傳輸線,當(dāng)信號(hào)在上面?zhèn)鞑r(shí),在任何一處受到的瞬時(shí)阻抗都是相同的。這個(gè)瞬時(shí)阻抗可以表征傳輸線特性,因此,反映均勻傳輸線特性的恒定瞬時(shí)阻抗,稱為傳輸線的“特性阻抗”。


通常將阻抗控制目標(biāo)設(shè)定為50Ω,這是為什么呢?


我們知道,走線寬度與特性阻抗呈反相關(guān),寬度越寬,阻抗越小。而對(duì)于寬度確定的走線,3個(gè)主要因素會(huì)影響走線的阻抗。


首先是PCB走線近區(qū)場(chǎng)的EMI和該走線距參考平面的高度是成一定比例關(guān)系的,高度越低則輻射越小。


其次,串?dāng)_會(huì)隨走線高度有顯著變化,把高度減少一半,串?dāng)_會(huì)減少近四分之一。


最后,高度越低阻抗越小,不易受電容性負(fù)載影響。


這三個(gè)因素都會(huì)讓設(shè)計(jì)師把走線盡量靠近參考平面。而阻止把走線高度降到0的原因是,大多數(shù)芯片驅(qū)動(dòng)不了阻抗低于50歐姆的傳輸線。此外,純機(jī)械的角度也要考慮到,層間距既不能太小,也要避免太大。例如,從密度上講,多層板層間距離很小,75歐姆阻抗所需要的線寬工藝很難做到,使用50歐姆,其線寬更寬,更易制作,更為合適。


性能

低特性阻抗

高特性阻抗

電路板費(fèi)用

較好

較差

時(shí)延增加

較好

較差

串?dāng)_

較好

較差

連接件費(fèi)用

較差

較好

雙絞線/電纜費(fèi)用

較差

較好

驅(qū)動(dòng)器設(shè)計(jì)

較差

較好

功率損耗

較差

較好

 

上述表格較為全面的列舉了各種系統(tǒng)問(wèn)題,在性能價(jià)格權(quán)衡之后,50Ω特性阻抗是一個(gè)很好的折中方案。

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