什么是特性阻抗?
特性阻抗:又稱“特征阻抗”,它不是直流電阻,屬于長線傳輸中的概念。在高頻范圍內(nèi),信號傳輸過程中,信號沿到達的地方,信號線和參考平面(電源或地平面)間由于電場的建立,會產(chǎn)生一個瞬間電流。
如果傳輸線是各向同性的,那么只要信號在傳輸,就始終存在一個電流 I,而如果信號的輸出電壓為 V,在信號傳輸過程中,傳輸線就會等效成一個電阻,大小為 V/I,把這個等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗 Z。
信號在傳輸?shù)倪^程中,如果傳輸路徑上的特性阻抗發(fā)生變化,信號就會在阻抗不連續(xù)的結(jié)點產(chǎn)生反射。
影響特性阻抗的因素?
影響特性阻抗的因素有:介電常數(shù)、介質(zhì)厚度、線寬、銅箔厚度。
PCB設(shè)計阻抗不連續(xù)問題的解決方法
1. 漸變線
一些 RF 器件封裝較小,SMD 焊盤寬度可能小至 12mils,而 RF 信號線寬可能達 50mils 以上,要用漸變線,禁止線寬突變。
2. 拐角
RF 信號線如果走直角,拐角處的有效線寬會增大,阻抗不連續(xù),引起信號反射。為了減小不連續(xù)性,要對拐角進行處理,有兩種方法:切角和圓角。圓弧角的半徑應(yīng)足夠大,一般來說,要保證:R>3W。
3. 大焊盤
當(dāng) 50 歐細微帶線上有大焊盤時,大焊盤相當(dāng)于分布電容,破壞了微帶線的特性阻抗連續(xù)性??梢酝瑫r采取兩種方法改善:首先將微帶線介質(zhì)變厚,其次將焊盤下方的地平面挖空,都能減小焊盤的分布電容。
4. 過孔
過孔是鍍在電路板頂層與底層之間的通孔外的金屬圓柱體。信號過孔連接不同層上的傳輸線。過孔殘樁是過孔上未使用的部分。過孔焊盤是圓環(huán)狀墊片,它們將過孔連接至頂部或內(nèi)部傳輸線。隔離盤是每個電源或接地層內(nèi)的環(huán)形空隙,以防止到電源和接地層的短路。
5. 通孔同軸連接器
與過孔結(jié)構(gòu)類似,通孔同軸連接器也存在阻抗不連續(xù)性,所以解決方法與過孔相同。減小通孔同軸連接器阻抗不連續(xù)性的常用方法同樣是:采用無盤工藝、合適的出線方式、優(yōu)化反焊盤直徑。
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