什么是傳輸線(xiàn)阻抗？?jī)煞N傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)的阻抗計(jì)算公式

1、反射與阻抗

高速PCB設(shè)計(jì)的入門(mén)，我們就知道，信號(hào)會(huì)反射，就像光線(xiàn)從空氣射到玻璃，一部分光會(huì)折射，還有一些會(huì)被反射。

信號(hào)也一樣，如果傳輸線(xiàn)的阻抗不一致，在阻抗跳變的地方，一部分能量繼續(xù)傳輸，一部分能量會(huì)被反射回去。

在這個(gè)話(huà)題里，我們首先知道，阻抗不連續(xù)會(huì)引起信號(hào)反射。當(dāng)然，我們后面的話(huà)題會(huì)深入探討：什么時(shí)候需要關(guān)注信號(hào)的反射，并不是所有的阻抗不連續(xù)都需要被關(guān)注。

2、阻抗可以有哪些話(huà)題

那么，什么是傳輸線(xiàn)阻抗呢？先來(lái)看看傳輸線(xiàn)的分布參數(shù)等效模型：

這是一個(gè)特征阻抗近似計(jì)算公式，式中L為分布電感，C為分布電容。

特征阻抗：這是使用頻率非常高的一個(gè)專(zhuān)業(yè)術(shù)語(yǔ)，在各種定義中，筆者最喜歡的描述是：特征阻抗是沿線(xiàn)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(fù)值。這個(gè)定義方式直觀(guān)明了地解釋了很多高速設(shè)計(jì)問(wèn)題，方便設(shè)計(jì)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”就指的是特征阻抗。

上一篇文章提到了微帶線(xiàn)與帶狀線(xiàn)，以及他們分別代表的電磁場(chǎng)意義，現(xiàn)在我們簡(jiǎn)單看一下兩種傳輸線(xiàn)結(jié)構(gòu)的阻抗計(jì)算公式：

微帶線(xiàn)阻抗：

帶狀線(xiàn)阻抗：

還是一樣的原則，我們不需要記公式，只需要記住各個(gè)元素和阻抗的比例關(guān)系，然后能在工作中靈活運(yùn)用就好了：

介電常數(shù):材料性質(zhì)的一種, 決定當(dāng)單位電壓下, 單位容量?jī)?nèi)材料可存儲(chǔ)的靜電能。介電常數(shù)增大,阻抗減小。

線(xiàn)路到參考平面距離:距離增加阻抗增大

線(xiàn)寬:線(xiàn)寬增加阻抗變小.

銅厚:銅厚增加阻抗變小.

相鄰線(xiàn)間距（針對(duì)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(xiàn)比較密，只能用比較小的線(xiàn)寬，通過(guò)計(jì)算發(fā)現(xiàn)阻抗超過(guò)了標(biāo)準(zhǔn)，在板材不變（介電常數(shù)不變）的情況下，可以通過(guò)減小層間距離來(lái)實(shí)現(xiàn)阻抗控制。

案例2：某PCB板，板厚1.2mm，需要設(shè)計(jì)成10層板。層間的平均厚度也就是0.1mm左右，又不想走太細(xì)的線(xiàn)，但是怎么算，4mil走線(xiàn)的阻抗都達(dá)不到50歐姆。

編輯：hfy