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标题: 请教高手:何为阻抗不连续(在布线规则中经常提到阻抗不连续)? [打印本页]

作者: sk1987    时间: 2012-2-11 20:09
标题: 请教高手:何为阻抗不连续(在布线规则中经常提到阻抗不连续)?
如题目,想请教一下何为阻抗不连续?小弟在此先谢过啦,希望能得到一个比较系统的回答!
作者: allenhua    时间: 2012-2-12 10:36
想要知道这个答案,得先知道什么是阻抗?以及阻抗在PCB板上在不同叠层方式上阻抗如何计算?而阻抗不连续就是阻抗不一致吗?不同的计算结果不同即阻抗不一致?
作者: zhuyeqing    时间: 2012-2-12 13:46
阻抗不连续时,射频信号在传输线中传输时,会由于阻抗不匹配造成反射。
作者: sk1987    时间: 2012-2-12 15:48
回复 2# allenhua


   那么请问,不同层叠方式的情况下,阻抗如何计算呢?
作者: sk1987    时间: 2012-2-12 15:51
回复 3# zhuyeqing

我知道阻抗不连续会造成信号反射。但是为什么布线时,直角会造成阻抗不连续呢?
作者: allenhua    时间: 2012-2-12 16:47
不同层叠以及走线不同,阻抗肯定有存在差异,故需要采用不同的参数来进行调整。例如:微带与带状线阻抗计算就不同。至于如何计算,论坛很多资料上都有,例如:MARK书写的PCB的电磁兼容设计书就有。

为了回复SK1987的问题,可以这样理解:电流如水一样在管道中流动,如果管道存在一个直角的转角的话,你说在这个直角地方水的流速会存在如何变化? 如果走线粗细不一致,正如管道的粗细不一致一样,每个地方通过的水流也不同。阻抗也类似这样。
作者: allenhua    时间: 2012-2-12 16:54
http://bbs.emcbest.com/viewthread.php?tid=4330&extra=page%3D2
这本书中就有
作者: 桃花岛主    时间: 2012-2-12 21:31
回复 4# sk1987

简单一点,下个Polar SI9000 V6软件,输入单板实际各种参数,就可以计算布线阻抗。

阻抗不连续影响最大的是高速信号,一般信号可以不用关注。何谓高速信号,通常是指信号上升或下降沿(取最小的)时间t小于2倍信号传输延迟,通常在设计中,边沿时间小于6t就需要考虑传输线因素,即阻抗控制问题。在这里需要强调的是,频率低的信号也有可能是高速信号,只要它的边沿时间小,而频率高的信号,肯定也是高速信号,因为频率高边沿时间也短。

高速信号需要考虑传输线效应,主要就是要控制阻抗,避免出现如反射、振铃、过冲等等一系列信号完整性问题,你说的阻抗连续,可能更多地是指布线,其实阻抗连续是指从驱动器到接收器整个阻抗,如驱动器输出阻抗和接收器输入阻抗。因为通常射频线、测试仪器等都是50欧(据说这个阻抗损耗最小)的标准阻抗,因此,我们单板上差不多都控制50欧阻抗,当然,根据传输线原理,单板上高速信号不一定说都要控制在50欧,只要你能保证驱动器到接收器阻抗一致就可以。布线阻抗和层设置、介质材料、线厚、线宽、板厚等都有关系,但通常情况下,层设置好后基本就和你布线有关了,如线宽变化、线拐弯等,线拐弯时如钝角,拐角处线的有效宽度会增加,所以和其他布线段阻抗就不一致,因此,射频上布线拐弯常用切角和圆角,就是这个原因。

总之一句话,高速信号考虑传输线效应就可以,一般信号就不拘泥这些规则了,所以单板布线时要抓重点,否则实现同样功能的单板,有的人做下来成本就会很高,但性能就不见得好,究其原因,就是因为没有抓住重点。
作者: leafcai85    时间: 2012-2-13 09:38
回复 5# sk1987

直角处的线宽发生突变(变宽),阻抗减小,因此阻抗不连续,高速电路设计时应避免这种现象发生。
作者: 楚狂人    时间: 2012-2-13 11:16
好久没有回过贴,看见大家很踊跃,就来凑够热闹:)
大家可以用水槽来理解传输线;这个比如不是很恰当(电磁波与水波相似,而不是与水流),但是为了理解方便,初学者可以这样将就去考虑:

1,所谓阻抗,就是电压与电流之间的比值,他表示了传输线的特性(表现了传输线在一定电压的情况下传输的电流大小Z=U/I);对应水槽可以大体理解为水槽的宽度(还有表面粗糙度等其他因素,在这都不计),阻抗在水槽上的体现为 在一定压力下,水流的大小。

2,当传输线阻抗不连续时,必然导致反射;就相当与水槽的宽窄不一致,也就是在水槽宽窄不一致的地方会有回水(当然水不会回很远,如果是水波就会和电磁波更想象)。

3,当传输线有直角拐弯或者锐角拐弯时,也就相当于水槽直角或者锐角拐弯,在这些地方会激起水花,甚至会溅出水槽。

4,传输线其实什么阻抗都可以(如果不考虑衰减,功率容量,以及工艺水平),与源端及负载端的阻抗匹配就好;这就相当于,水槽要与进水龙头和出水龙头匹配。当然业界目前约定传输线的阻抗大多用50欧姆(还其他一些值,如75欧姆,用于需要低损的地方),大家就都布成50欧姆的线,要不自己做的水槽就找不到合适的龙头了。

比如不是很恰当,望能帮到对电磁场微波了解较少的人。
作者: 桃花岛主    时间: 2012-2-23 23:27
再补充一下,阻抗不连续只是对特定信号,特别是高速信号,而有的电路故意布线让它不连续,比如电源滤波电路,电感电容的组合,就是利用阻抗失配原理将干扰反射回源端,所以,布线时会故意搞些弯弯角角或直角,增大反射,呵呵。




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