CadencePCBSI分析特性阻抗教程

1、概要

在进行PCB SI的设计时，理解特性阻抗是非常重要的。这次，我们对特性阻抗进行基础说明之外，还说明Allegro的阻抗计算原理以及各参数和阻抗的关系。

2、什么是特性阻抗？

2.1、传送线路的电路特性

在高频率(MHz)信号中，把传送回路作为电路。

2.1.1、电阻R

电阻R是指普通的导线带有的欧姆电阻。R = ρ?L / S[?] (S:横截面面积[m2]，L:导体长[m]，ρ:金属（铜）的电阻率[?*m])。在高频频域范围内的话，根据表面效果和集合效果的影响，集中在导体表面电流流动，会使上面公式中的阻值变得更大。

2.1.2、电容C

电容C是指积蓄在导体间电荷的量。C = ε（S / d）[F]（ε:介电常数，S:导体的横截面积，d:导体间的距离)

2.1.3、电感L

电流流动的导线必定有磁通量发生，根据这个产生的自感。L=0.002S[2.3lg(2s/w+t)+0.5][μH]S:导线长度(cm) W:导线宽度(cm) t:导线厚度(cm)

2.1.4、电导G

物体传导电流的本领叫做电导。对导体间的介电特性的反抗成分，表示容易电流的程度。G = 1 / R

2.2、阻抗和特性阻抗的不同？

阻抗

表示电路部分对交变电信号流通产生的阻力，是传输线上输入电压对输入电流的比率值

Z = V(x)/ I(x)

特性阻抗

特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号看到的瞬间阻抗的值。简单地讲，无限长传输线上

各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗。Z0 = √( (R + jωL) / (G + jωC) ) ≒√(L / C)(R<<ωL，G<<ωC)

3、Allegro的特性阻抗计算原理

3.1、在Layout Cross Section中阻抗计算

PCB SI菜单的Setup >Cross-section

<单线的特性阻抗计算方法>

1、设定层结构和材料物质。

2、Width栏输入线宽的话，在Impedance栏会计算出特性阻抗。(Impedance输入目标阻抗的话，则会计算线宽。)

<差分阻抗>

1、勾选Differential Mode

2、设定层结构和材料物质。

3、Coupling Type设定结合类型。（NONE: 不耦合，EDGE:同层耦合，BROADSIDE:邻接层耦合)

4、因为设定线宽的话，确定差分阻抗或者spacing任何一个，选择Spacing单击OK按钮，差分阻抗被计算。

(如果想指定差分阻抗的，设定DiffZ0，调节线宽和spacing。)

―参考1 ―

层结构计算过阻抗之后，可以通过PCB Editor菜单的File >Export >Techfile技术文件进行保存，再利用。根据这个，可以通过程序库管理本公司阻抗设计的经验技术。

3.2、在Electrical Constraints中计算阻抗

PCB Editor菜单的Setup >Constraint单击Electrical constraint sets按钮，选择DiffPair Valuetab，并且单击Calculator按钮。

能用上述方法计算差动阻抗时，层结构Layout Cross Section是已经设定，不能修改的。

3.3、在View Trace Model Parameters中计算阻抗

SigXplorer菜单的Edit >Add Part，Model Type Filter选择Interconnect，选择想使用的传送线路模型，界面配置。

1、以SigXplorer画面的参数界面，设定层构成和材料属性，线宽和线距。

2、以SigXplorer画面的参数界面，在对象模型的地方进行单击右键，选择View Trace Parameters。

3、在View Trace Model Parameters界面内，Field Solution Results内Field solver cutoff frequency设定10GHz，Matrix设定Impedance，特性阻抗以矩阵形式被表示。(如果想使之表示差分阻抗的情况， Matrix设定Diff Impedance。)

―参考2 ―

如果在范围内设定了分步或复数的价值，View Trace Model Parameters的Parameter Values会以列表的方式列出所有的数据。

―参考3 ―

Field Solution Results栏，能表示以下的结果。

· Capacitance

· Die. Conductance

· Inductance

· Linear Resistance

· Modal Velocity

· Admittance

· Impedance

· Diff Impedance

· Near-End Coupling

· Modal Delay

在Capacitance/ Die. Conductance/ Inductance/ Linear Resistance中，能够设定频率。

4、各参数和特性阻抗Z0的关系

本项，使用「在3.3 View Trace Model Parameters的阻抗计算」介绍的功能，确认各参数和特性阻抗Z0的关系。

4.1、计算单线的特性阻抗Z0和把跟各参数的关系如下图，研究只变化一个参数的时候，特性阻抗Z0的变化。

4.1.1、用图表表示在线宽W和让特性阻抗Z0的关系

线宽W在0.13～0.23mm范围内，以0.01mm间隔变化了11点的时候，特性阻抗Z0的变化。

从这个图表可以看出，线宽W变大，特性阻抗变小。线宽W变大的话，导体与参考面之间的电容C和导体的电感L也变大，不过，对特性阻抗Z0的影响是因为电容C变大。默认的电容C 和电感L的价值。「电容C =110.2pF, 电感L=286nH」

4.1.2、用图表表示介电质的厚度D1和特性阻抗Z0的关系

介电质厚度D1在0.05～0.15mm范围内，以0.01mm间隔使之变化了11点的时候，特性阻抗Z0的变化。

从这个图表可以看出，介电质厚度D1变大，特性阻抗Z0变大。因为参考面与导体的距离变大，导体和参考面间的电容C变小。

4.1.3、用图表表示让导线的厚度T和跟特性阻抗Z0的关系

导线的厚度T在0.03～0.04mm范围内，以0.001mm间隔变化了11点的时候，特性阻抗Z0的变化。

从这个图表可以看出，导线的厚度T变大，特性阻抗Z0一点点变小。导线的厚度T变大的话，与导体间的电容C和导体的电感L也变大，不过，对特性阻抗Z0的影响因为是电容C变大。

4.1.4、用图表表示跟介电常数ε1和特性阻抗Z0的关系

介电常数ε1在3.5～4.5范围内，以0.1间隔变化了11点的时候，特性阻抗Z0的变化。

从这个图表可以看出，介电常数ε1变大，特性阻抗Z0变小。因为介电常数ε1变大，导体和参考面间的电容C变大。

4.1.5、用图表表示介电常数ε2和特性阻抗Z0的关系

介电常数ε2在1～5范围内，以0.5间隔变化了11点的时候，特性阻抗Z0的变化。

从这个图表可以看出，介电常数ε2变大，特性阻抗Z0变小。因为介电常数ε2变大，导体和参考面间的电容C变大。

4.2、差分阻抗和各参数的关系

下图作为标准的层构成的时候，计算只做一个参数变化的时候，差分阻抗的变化。

4.2.1、线间距S和差动阻抗Zdiff的关系

线间距S在0.12～0.22mm范围内，以0.01mm间隔变化了11点的时候，差分阻抗Zdiff的变化。

从这个图表可以，线间距S变大，差分阻抗Zdiff变大。因为线间距S变大，差分线路间的电容C变小。

4.2.2、导线的厚度T和跟差分阻抗Zdiff的关系

导线的厚度T在0.03～0.04mm范围内，以0.001mm间隔变化了11点的时候，差分阻抗Zdiff 的变化。

从这个图表可以看出，导线的厚度T变大，差分阻抗Zdiff变小。导线的厚度T变大，导体与参考面间和差分线路间的电容C及导体的电感L也变大，对差分阻抗Zdiff的影响是因为是导体和参考面间和差分线路间的电容C变大。同时，与单线比的话，差分线路间产生的电容，也使差分阻抗Zdiff也变大。

4.2.3、介电常数ε2和差分阻抗Zdiff的关系

介电常数ε2在1～5范围内，以0.5间隔使之变化了11点的时候，差分阻抗Zdiff的变化。

从这个图表可以看出，介电常数ε2变大，差分阻抗Zdiff变小。因为介电常数ε2变大，导体与参考面间和差分线路间的电容C变大。同时，与单线比的话，差分线路间上产生的电容，也使差分阻抗Zdiff变大。

《声音的特性》教学设计

《声音的特性》教学设计教学内容了解声音的三个特性及其相互关系。课型新授课课时 1 课时教学目标知识与技能 1 知道音调、响度和音色是声音的三个特征。 2 常识性了解音调的高低是由物体振动频率决定的，响度的大小跟物体振动的振幅和离发声体的远近有关。 3 知道不同物体发出的声音的音色不同。过程与方法通过做音调与频率有关的实验和响度与振幅有关的实验，进一步了解学习物理学研究问题的方法。情感、态度、价值观体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，更加热爱世界，热爱科学。教学重、难点解析重点声音的三个特性。难点音调的高低是由物体振动频率决定的，响度的大小跟物体振动的振幅和离发声体的远近有关。音调、响度和单色三者的区别。教学准备师收录机、乐器电子琴、小鼓等、钢尺、发音齿轮、音叉、示波器、乒乓球、收音机及喇叭生自带器具如梳子、塑料硬片、钢尺、塑料尺等、音叉教学步骤一、引入新课创造学习氛围，使学生产生强烈的探究愿望约 4 分钟教师活动学生活动 1．用收录机播放一曲交响曲。

如《命运》交响曲 2．讲述同学们刚才欣赏到的震撼人心的乐曲，表达了人们与命运抗争，在逆境中奋进的精神。有的地方音调低沉，有的地方单调高昂；有时声音大，有时声音小；有钢琴和其它乐器组合演奏出了伟大的乐章。为何能奏出如此变化多端的曲子来呢？学了这节课后，同学们将知道其中的奥妙。教师板书出课题声音的特性 1．欣赏乐曲，受到强烈的音乐感染。 2．听讲，产生探究声音奥妙的迫切愿望。二、音调让学生体验探究的基本过程，但不一定要求面面俱到约 16 分钟教师活动学生活动 1．演示拿出一个乐器用简易的儿童乐器也行，没有乐器可用实验室不同的音叉演奏音调高低不同的音符。讲述刚才同学们听到的音符，有的音高，有的音低，我们也知道，按动钢琴的琴键，从左到右，音调逐渐增高。我们把声音的高低叫做音调。板书音调的定义。 2．探究 1 提出问题问学们不仅知道了音调有高低，还能分辨高低音，那么音调为什么有高低呢？它的高低又是由什么决定的呢？2 设计实验和进行实验随堂学生实验同学用自己手边的器具，能想办法发出音调不同的声音吗？大家能拿出既发出音调不同的声音，又便于观察的方案吗？引导有些小组进行教材中的方案其他方案也行。如 19 图 13-1 所示，将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。拨动钢尺，听它振动的声音，同时注意钢尺振动的快慢。

射频同轴电缆特性阻抗Zc的测试

射频同轴电缆特性阻抗Z C 的测试胡树豪这里介绍射频同轴电缆特性阻抗Z C 的6种测试方法。它们同样也适合于双绞线，只不过仪器要转换为差分系统而已。一、λ/4线接负载法 1、测试方法与步骤： ·待测电缆一段，长约半米（无严格要求），两端装上连接器。扫频范围由仪器低频扫到百余兆赫即可。对于其它长度的电缆，扫频范围请自定。 ·仪器工作在测反射（或回损）状态，作完校正后画面应选阻抗圆图。 ·在测试端口接上待测电缆，电缆末端接上精密负载。 ·画面不外三种情况：轨迹集中为一点，则Z C = Z 0（测试系统特性阻抗，一般为50Ω）。轨迹呈圆弧或圆圈状，在圆图右边，则Z C > Z 0 。轨迹呈圆弧或圆圈状，在圆图左边，则Z C < Z 0 。 ·将光标移到最接近实轴的点上，记下此点的电阻值R in （不管电抗值）。 n i C R Z Z 0= 例如：R in = 54Ω，则Z C = 52Ω，若R in = 46Ω，则Z C = 48Ω。若轨迹不与实轴相交，则扫频范围不够或电缆太短；若交点太多，则扫频范围太宽或电缆太长。 2、优点轨迹直观连续，不易出错。连接器的反射可以通过λ/4线抵消。 3、缺点必须截取短样本。必须两端装连接器。电缆质量必须较好，否则不同频率的测试结果起伏较大，不好下结论。 4、物理概念与对公式的理解 λ/4线有阻抗变换作用，其输入阻抗Z in 与负载阻抗Z L 之间满足Z in = Z C 2/Z L 关系。现在Z L = Z 0，Z in = R in ，代入展开即得上面的Z C 计算公式。 λ/4线的阻抗变换公式是众所周知的，但作为特性阻抗的测试方法却未曾见。在测阻抗曲线试验中发现，与实轴相交的这一点是可用来测特性阻抗的；因为它把矛盾扩大了，反而更容易测准。由于曲线是很规矩的，不易出错。但必须用第一个交点，即除原点以外的最低频率的与实轴最近的一点，用第二点就可能出问题。换句话说，待测电缆的电长度应为λ/4的奇数倍，不能是偶数倍。二、λ/8线开、短路法 1、测试方法与步骤： ·样本与扫频方案对于已装好连接器的跳线，长度已定，只能由长度定扫频方案而对于电缆原材料，则可以按要求频率确定下料长度。此时待测电缆一头装连接器即可。

声音的特性说课稿

《声音的特性》说课稿中新初中校李德军尊敬的各位评委老师：上午好！我是来自中新初中的李德军，我今天说课的内容是人教版物理八（上）《声现象》第二节《声音的特性》。我准备从以下八方面来说：教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教法、学法、教具准备、教学过程一、教材分析在新的教材体系中《声现象》是学生学习《机械运动》后接触的又一类物理现象。《声音的特性》是《声现象》第二节，是声现象中的重点内容，也是难点内容。本节知识的学习对于学生构建系统的声现象体系至关重要，为噪声的学习奠定了基础。尽管在新课程标准对于《声音的特性》一节的要求是：了解乐音的特性，了解现代技术中声学知识的一些运用，但在近五年的绵阳中考中，有两年都以本节知识作为对声现象的考察，由此可见，声音的特性是中考的重要考点内容。通过本节内容的学习可以培养学生观察、比较、归纳、总结问题的能力，并让学生初步接触“转换法”和“控制变量法”两种基本探究方法二、学情分析（一）学生的心智水平对于刚刚开始了解并参与学习物理学的八年级同学来说，新奇和兴趣是他们进入物理殿堂的源泉。（二）学生的知识和能力水平从学生层面来理解，刚接触到的声现象，是学生生活中无处不在的现象，因此，感性、直接、易于把握便成了学生学习物理的最初感受。然而学生不足的是从生活中归纳总结的能力，因此，如何更为科学地描述现象、总结规律，或是引导学生逐渐科学有序地建构模型，从而掌握新兴知识就是教学中的重要环节。本课在设计就要注重这方面的训练。（三）应对策略因为声现象与生活结合比较紧密，因而容易建立起知识体系。学生的理解难度也不是很大，鼓励学生多动手，动脑，动感官，对于重点突出，难点突破是有帮助的。三、教学目标（一）情感态度价值观从活动中激发和培养起学生的学习兴趣，并通过参与和体验调动起学习的积极性。初步形成科学探究方法的意识，并能激发学生勇于探索的决心和信心。

声音的特性教案

声音的特性教案一、学习目标 1了解声音的特性。知道音调跟发音体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同。 2 通过做“音调与频率有关”、“响度与振幅有关”的实验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。二、教学重点: 让学生在探究中体会和理解音调、响度和音色。通过实验探究音调、响度与什么因素有关。三、教学难点: 音调与响度的区分预习提纲：（预习要求:根据预习提纲，仔细阅读课本P32—P35相关内容，简要回答以下几个问题，将答案写在题目下面的空白处。） 1、声音有哪几个特性？ 2、音调的高低与哪些因素有关？什么叫频率？它的单位是什么？ 3、响度的大小与哪些因素有关？合作探究、精讲点拨： (一)音调探究1：音调的高低与什么因素有关活动一：将一把钢尺紧按在桌面上，一端伸出桌边。第一次伸出桌边大约1/3，第二次伸出桌边2/3；两次用同样的力拨动钢尺，听它振动发出的声音，同时注意振动的快慢。思考：哪一次振动的快，哪一次音调高活动二：将硬纸片从梳子齿上划过，第一次较慢的划过，第二次较快的划过，注意听它两次振动发出声音的音调的不同。思考：哪一次发出的声音的音调高你的发现是：音调的高低是由发声体振动的______ 决定的，频率越高，音调越_______；频率越低，音调越______ . 频率：_______________________________ , 单位___________（符号Hz）物体的振动频率与发声体的形状有关，一般而言，大而长的物体振动频率低，小而短的物体振动频率高；物体绷得越紧，振动频率越高；物体越薄、越细，振动频率越高。想想议议印度洋海啸发生在2004年12月26日，这场突如其来的灾难给印尼、斯里兰卡、泰国、印度，马尔代夫等国造成巨大的人员伤亡和财产损失。到2005年1月10日为止的统计数据显示，这次大地震和海啸已经造成15.6万人死亡，这可能是世界近200多年来死伤最惨重的海啸灾难。然而救援人员当时在清理海滩时却几乎没发现除了人类以外其他动物的尸体，你知道这是为什么吗？ (读一读P34小资料“人和一些动物的发声和听觉范围”,聪明的你就会明白。) 问题：什么是超声波？什么是次声波？探究2、响度与什么因素有关：【猜想与假设】响度可能与什么因素有关？【进行实验】

特征阻抗

一、50ohm特征阻抗终端电阻的应用场合：时钟，数据，地址线的终端串联，差分数据线终端并联等。终端电阻示图 B.终端电阻的作用： 1、阻抗匹配，匹配信号源和传输线之间的阻抗，极少反射，避免振荡。 2、减少噪声，降低辐射，防止过冲。在串联应用情况下，串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器，消弱信号边沿的陡峭程度，防止过冲。 C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。 D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响，加30PF的电容. E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时，更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送，使用特性阻抗为Zo＝150Ω、75Ω的同轴电缆。同轴电缆的特性阻抗Zo，由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er 决定：

另外，处理分布常数电路时，用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算，如忽略损耗电阻，则图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。这里研究随着终端电阻RT的值，传送线路的阻抗如何变化。图1 同轴传送线路的终端电阻构成只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗FT的值相等时，即ZIN＝Zo＝RT称为阻抗匹配。 Zo≠RT时随着频率f，ZIN变化。作为一个极端的例子，当RT＝0、RT＝∞时可理解其性质(阻抗以，λ/4为周期起伏波动)。图2是RT＝50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。当Zo≠RT时由于随着频率，特性阻抗会变化，所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.

阻抗测试方法

成品阻抗测试方法： 1、仪器设置：网络分析仪：CENTER：200MHz SPAN：2MHz（视被测电缆的长度进行设定）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Phase 直通校准注意：校准完毕为一条数值为零的直线，SPAN更改不同的数值需要重新校准。 2、电容测量仪测试电容值。（数值现实稳定可以读取数值）。 3、相位差的测量：网络分析仪连接被测电缆，显示相位值，按照以下方式进行读取数值：打开菜单MARKER SERACH，target value设置为0，打开multi target search , 记录两个标记点的频率值（注意：选择红圈内数值最接近的标记点）。如上图所示：应选择标记点1、2。 δf=(f m -f n )/m-n 4、按照特性阻抗的公式：平均特性阻抗=1000/(δf*c) δf单位为MHz, C为测量的电容值：单位nf。注意事项：1、测试频率差时被测电缆的接头状态必须和测试电容的接头状态保持一致。 2、target value设置为0，以避免产生误差。 3、保证校准状态有效。

相对传播速度的测量方法： 1：相对传播速度的定义：信号在介质中的传播速度与自由空间的传播速度之比。 2、仪器的设置：网络分析仪进行测试： CENTER：200MHz SPAN：1MHz MEAS：S12 或S21 FORMA T：Group delay 直通校准校准后为一条数值为零的直线。 3、连接被测电缆，打开Marker Factions ，将统计功能打开。读取平均值即为延迟时间t。 4、按照下列公式计算相对传播速度： V =L/(t?c) ?100% V：相对传播速度。L：电缆的实际长度（米）c=3.0?108米/秒 t ：延迟时间（秒）。电缆相位及电长度测试及计算方法： 1、仪器的设置：网络分析仪设置： CENTER：要求测试频点SPAN：10MHz（或者按照通知单要求设置起始终止频率）MEAS：S12 或S21 FORMA T：Extend Phase 直通校准校准后为一条数值为零的直线。 2、连接被测电缆，读取要求频率点的数值。

阻抗特性

https://www.360docs.net/doc/f93195310.html,微机继电保护仪阻抗特性本测试模块主要是针对距离保护的动作特性，搜索其阻抗动作边界。可以搜索出圆特性、多边形特性、弧形以及直线等各种特性的阻抗动作边界。本测试模块提供了“单向搜索”和“双向搜索”两种不同的搜索方式。如下图所示： ●可搜索圆、多变形，及其它阻抗特性图 ●依提示设定定参数，由软件能画出大概的图形，方便与搜索的图形对照第一节界面说明测试项目每次试验只能选择“阻抗边界搜索”、“Z（Ｉ）特性曲线”或“Z（V）特性曲线”中的一个项目进行试验。 ●故障类型提供了各种故障类型，用于测试各种类型距离保护。对接地型距离继电器应选择单相接地故障，对相间型距离保护，应选择相间故障。 ●计算模型有“电流不变”和“电压不变”两种计算模型。选择“电流不变”时，在下面的方框内可以设置短路电流，软件根据短路电流和短路阻抗计算出相应的短路电压；选择“电压不变”时，在下面的方框内可以设置短路电压，软件根据短路电压和短路阻抗计算出相应的短路电流。 ●搜索方式有“单相搜索”和“双向搜索”两种方法。详细介绍请参考“差动保护”章节的相关说明。“分辨率”只对双向搜索方式有效，它决定了双向搜索方式的测试精度。 ●故障触发方式在“时间控制”触发方式下，软件按“故障前延时”—“最

https://www.360docs.net/doc/f93195310.html,微机继电保护仪大故障时间”—“测试间断时间”这样的顺序循环测试，详细说明请参考“线路保护”章节的有关说明。 ●最小动作确认时间在“最大故障时间”内，保护多段可能动作。如果保护动作的时间小于“最小动作确认时间”，则尽管是保护的动作信号，软件也不予认可，因可能是其他段抢动。这个时间专门用来在“双向搜索”方式下，躲开某段阻抗动作。例如，要搜索Ⅱ段阻抗边界，“双向搜索”方式下扫描点肯定会进入Ⅰ段阻抗范围，而Ⅰ段的动作时间较Ⅱ段要短，从而造成Ⅰ段保护抢动。 ●故障方向依据保护定值菜单进行设置，适用于方向性阻抗保护。 ●零序补偿系数若做接地距离继电器的试验，要注意正确设置零序补偿系数，请参考“线路保护”章节的有关说明。 ●自动设定搜索线参数在“整定参数”页中有这个按钮，点击此按钮后，软件会根据所设定的整定阻抗自动计算出搜索线的长度以及搜索中心。可以在“搜索阻抗边界”页面中查看。搜索阻抗边界选择“搜索阻抗边界”测试项目时，需设置放射状扫描线，如右图所示。扫描线的设置参照以下方法： ●扫描中心扫描中心应尽可能设置在保护的理论阻抗特性图的中心位置附近。扫描中心可以直接输入数据，也可以用鼠标直接点击选择扫描中心。修改扫描中心后，坐标系的坐标轴将自动调整，以保证扫描圆始终在图形中心位置，即扫描中心在图形中心。 ●扫描半径扫描半径应大于保护阻抗整定值的一半，以保证扫描圆覆盖保护的各个动作边界。搜索时是从非动作区（扫描线外侧点）开始扫描。试验期间，如果发现在扫描某条搜索线的外侧起点时，保护就动作了，则说明这条扫描线没有跨过实际的阻抗边界，即整个搜索线都在动作区内，不符合“每条搜索线都应一部分在动作区内，另一部分在动作区外”的原则。这时，请适当增大“扫描半径”。 ●扫描步长只对“单向搜索”方式有效，直接影响“单向搜索”方式时的测试精度。

交流阻抗怎么测量

交流阻抗怎么测量交流阻抗法是电化学测试技术中一类十分重要的方法，是研究电极过程动力学和表面现象的重要手段。特别是近年来,交流阻抗的测试精度越来越高，超低频信号阻抗谱也具有良好的重现性，再加上计算机技术的进步，对阻抗谱解析的自动化程度越来越高，这就使我们能更好的理解电极表面双电层结构，活化钝化膜转换，孔蚀的诱发、发展、终止以及活性物质的吸脱附过程。（1）交流阻抗：交流阻抗即阻抗，在电子学中，是指电子部件对交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性;在电化学中，是指电极系统对所施加的交流激励信号呈现出的电阻和电抗的复合特性。阻抗模的单位为欧姆，阻抗辐角(相角）的单位为弧度或度。（2）交流阻抗谱：在测量阻抗的过程中，如果不断地改变交流激励信号的频率，则可测得随频率而变化的一系列阻抗数据。这种随频率而变的阻抗数据的集合被称为阻抗频率谱或阻抗谱。阻抗谱是频率的复函数，可用幅频特性和相频特性的组合来表示;也可在复平面上以频率为参变量将阻抗的实部和虚部展示出来。测量频率范围越宽，所能获得的阻抗谱信息越完整。RST5200电化学工作站的频率范围为：0.00001Hz～1MHz，可以很好地完成阻抗谱的测量。（3）电化学阻抗谱：电化学阻抗谱是一种电化学测试方法，采用的技术是小信号交流稳态测量法。对于电化学电极体系中的溶液电阻、双电层电容以及法拉第电阻等参量，用电化学阻抗谱方法可以很精确地测定;而用电流阶跃、电位阶跃等暂态方法测定，则精度要低一些。另外，像扩散传质过程等需要用较长时间才能测定的特性，用暂态法是无法实现的，而这却是电化学阻抗谱的长项。（4）电化学阻抗谱测量的特殊性：就测量原理而言，在电化学中测量电极体系的阻抗谱与在电子学中测量电子部件的阻抗谱并没有本质区别。通常，我们希望获得电极体系处于某一状态时的电化学阻抗谱。而维持电极体系的状态，须使电极电位保持不变。通常认为，电极电位变化50mV以上将会破坏现有的状态。因此，在电化学阻抗谱测量中，必须注意两个关键点，即：偏置电位和正弦交流信号幅度。（5）正弦交流信号的幅度：为了避免对电化学电极体系产生大的影响以及希望其具有较好的线性响应，正弦交流信号的幅度通常可设在2～20mV之间。（6）自动去偏：在电化学阻抗谱测量过程中，由于偏置电位不一定等于开路电位以及少量的非线性作用，在工作电极电流中还会含有直流成分。去除这个直流成分(偏流），可扩大交流信号的动态范围、提高信噪比。RST5200电化学工作站，可在测量过程中动态地调整去偏电流，使获得的阻抗谱数据更精准。另外，在软件界面的状态栏中，可实时显示工作电极的极化电流，供操作者参考。以上为交流阻抗的相关说明，下面我们就实验设置过程中遇到的专业名词

《声音的特性》教学设计完美版

《声音的特性》教学设计一、教学目标（一）知识与技能 l．了解声音的特性。 2．知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。 3．不同发声体发出乐音的音色不同。（二）过程与方法 1．通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”进一步了解和学习物理学研究问题的方法。 2．通过实验探究活动，锻炼学生初步的观察和实验能力。（三）情感态度和价值观 1．体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，更加热爱世界，热爱科学。 2．感受自然界声音的美妙与有趣，激发好奇心和求知欲。在活动中培养学生善于与其他同学合作交流的意识和能力。二、教学重难点本节教学内容由“音调”“响度”和“音色”三部分内容组成。本节课的教学，应该通过学生自己的听、看、想、做等探究过程，使学生体验声音的特征，并能在实际中分辨这些特征，不宜过分强调概念的记忆与辨析。相对来讲，本节课的重点是声音特征的三个要素及其影响因素，教学难点是响度与音调的区别。三、教学策略教材中“决定音调高低的因素”和“响度与什么因素有关”两个实验探究较为简单，但能增加学生的感性认识，激发学生探究物理问题的兴趣。音色的概念比较抽象，学生不易理解，但在日常生活中有一定的感性认识，教学中应尽量让学生体验。可设计游戏使学生切实感悟到不同的物体发出的声音，即使音调相同、响度也相同，还是有区别的，有各自的特色。教材安排的观察波形的演示实验，除了能让学生比较形象地认识声波，引起他们的学习兴趣外，还可以让学生清楚地看出不同音色的声音的本质，增加学生对不同乐器发出声音的感性认识。因此对于本节内容的教学，应采用多种教学方法，如探究、讨论、阅读和交流等，以提高教学效率。四、教学资源准备多媒体课件、钢尺（钢锯条）每人一把，吉他（或二胡）、笛子、小鼓、音乐磁带（录有钢琴、吉他、提琴等演奏曲的音乐片段）、话筒、示波器等。

电路基础实验实验十一rlc元件阻抗特性的测定

实验十一 R、L、C元件阻抗特性的测定实验成员：班级：整理人员：

实验十一 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定一、实验目的 1．验证电阻，感抗、容抗与频率的关系，测定R~f ，X L ~f 与X C ~f 特性曲线。 2．加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。二、原理说明 1．在正弦交变信号作用下，电阻元件R 两端电压与流过的电流有关系式在信号源频率f 较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值信号源频率无关，其阻抗频率特性R~f 如图9-1。如果不计线圈本身的电阻R L ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为电感，有关系式 I jX U L L ? ? = 感抗 fL X L π2= 感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X L ~f 如图9-1。在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式 I jX U C C ? ? - = 容抗 fC X C π21 = 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性X C ~f 如图9-1. 2．单一参数R 、L 、C 阻抗频率特性的测试电路如图9-2所示。途中R 、L 、C 为被测元件，r 为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R 、L 、

C 元件两端电压U R 、U L 、U C ，流过被测元件的电流则可由r 两端电压除以r 得到。 3．元件的阻抗角（即相位差φ）随输入信号的频率变化而改变同样可用实验方法测得阻抗角的频率特性曲线φ~f 。用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器Y A 和Y B 两个输入端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如图9-3所示，荧光屏上数的水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差φ（阻抗角）为度n 360m ? ? =φ 三、实验设备四、实验内容 1．测量R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。

实验7.8.9.RLC特性阻抗测试

实训项目七 R 、L 、C 元件阻抗特性的测定一、实验目的 1．验证电阻、感抗、容抗与频率的关系，测定R ~f 、L X ~f 、C X ~f 特性曲线。 2．加深理解R 、L 、C 元件端电压与电流间的相位关系。二、原理说明 1．在正弦交变信号作用下，电阻元件两端电压与流过的电流有关系式 I R U = 在信号源频率f 较低情况下，略去附加电感及分布电容的影响，电阻元件的阻值与信号源频率无关，其阻抗频率特性R ~f 如图3-20。如果不计线圈本身的电阻1R ，又在低频时略去电容的影响，可将电感元件视为纯电感，有关系式， I jX U L = 感抗 fL X L π2= 感抗随信号源频率而变，阻抗频率特性L X ~f 如图3-20所示。在低频时略去附加电感的影响，将电容元件视为纯电容，有关系式， I jX U C -= 容抗 fC X C π21 = 容抗随信号源频率而变，阻抗频率特性C X ~f 如图3-20。图3-20 阻抗特性测试电路 2．单一参数R 、L 、C 阻抗率特性的测试电路如图3-20所示。图中R 、L 、C 为被测元件，r 为电流取样电阻。改变信号源频率，测量R 、L 、C 元件两端电压R U 、L U 、C U 流过被测元件的电流则可由r 两端电压除以r 得到。元件的阻抗角（即相位差?）随输入信号的频率变化而改变，同样可用实验方法测得阻

抗角频率特性曲线?~f 。 3．用双踪示波器测量阻抗角（相位差）的方法。将欲测量相位差的两个信号分别接到双踪示波器A Y 和B Y 两个端。调节示波器有关旋钮，使示波器屏幕上出现两条大小适中、稳定的波形，如下图3-21所示，荧光屏上数得水平方向一个周期占n 格，相位差占m 格，则实际的相位差?（阻抗角）为n m 360?=?。图3-21 相位差测定波形图三、实验设备四、实验内容 1．测量单一参数R 、L 、C 元件的阻抗频率特性。实验线路如图3-20所示，取mH L K R 10,1=Ω= ，Ω==200,1r F C μ。通过电缆线将函数信号发生器输出的正弦信号接至电路输入端，作为激励源U ，并用交流毫伏表测量，使激励电压的有效值为U =3V ，并在整个实验过程中保持不变。改变信号源的输出频率从200Hz （用频率计测量），并使开关S 分别接通R 、L 、C 三个元件，用交流毫伏表分别测量R U 、r U ；L U 、r U ；C U 、r U ，并通过计算得到各频率点时的R 、L X 、C X 之值，记录表中。

《声音的特性教案》教学设计

声音的特性思维导图：教学目标：

1．知识与技能(1).了解声音的特性(2).知道乐音的音调跟发音体的振动频率有关；响度跟发音体的振幅有关；不同发声体发出声音的音色不同。2．过程与方法通过做“音调与频率有关”“响度与振幅有关”的试验，进一步了解和学习物理学研究问题的方法。3．情感态度和价值观体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，从而更加热爱世界，热爱科学，热爱生活。教学重点： 1. 让学生在探究中体会和总结出对音调、响度、音色概念的理解及其相关因素。 2. 本节中出现的名词：乐音、音调、频率、超声波、次声波、响度、振幅、音色。 3.让学生在探究中体会和理解音调、响度和音色。 4.通过实验探究音调、响度与什么因素有关。教学难点：音调与响度的区分教学用具：钢锯条、铁架台、音叉、乒乓球、细绳。教学过程：引人新课：自然界有各种各样的声音，这些声音有的银铃般清脆悦耳，有的瓮声瓮气，有的如响雷一般震耳欲聋，有的如声如细丝几乎听不到。这些声音都是有哪些区别，我们这一节就来学习一下声音的特性。板书声音的特性请学生利用手边的器材（包括老师提供的器材及学生自带的乐器）来发出尽可能多的声音，仔细倾听，尝试用不同的形容词来描述声音的不同，并展示自己的做法。生1：声音有大小不同。用力敲铜锣，声音大；轻敲，声音小。生2：有的声音低沉，有的声音尖锐。敲大鼓，声音低沉；用同样大小的力敲小鼓，声音尖锐。

生3：有的声音浑浊，有的声音清脆。敲大木鱼，声音浑浊；用同样大小的力敲小木鱼，声音清脆。生4：声音有强弱不同。用力敲铜锣，声音强；轻敲，声音弱。生5：………… 教师将学生的回答进行归类，并引导学生用专门的物理术语表示声音的不同。声音为什么会有强弱、高低的不同呢？研究问题要追根求源，从本质入手。请同学们回忆：声音是怎样产生的？学生回答：一切发声的物体都在振动。继续引导学生思考：物体的振动会有什么不同？教师演示：手来回摆动的动作。学生观察，总结振动有哪些不同。与前面声音的不同对应。（一）探究响度与什么因素有关：【猜想与假设】响度可能与什么因素有关？学生猜想响度可能与振幅有关，有的学生猜想响度可能与频率有关。【进行实验】下面我们一起来探究，响度和振动的哪方面有关？先引导学生猜想。课本上图所示的实验，用不同的力敲击音叉，然后将发声的音叉靠近小球，观察小球被弹起的距离。相互交流，看能不能总结出规律？学生分小组探究，教师巡视指导。我们得到的结论是：振幅大，响度大；振幅小，响度小。物理学中用振幅来描述物体振动的幅度。物体振幅越大，产生声音的响度越大。【成果展示与总结】

特性阻抗之原理与应用

特性阻抗之原理與應用 Characteristic Impedance 一、前題 1、導線中所傳導者為直流（D.C.）時，所受到的阻力稱為電阻（Resistance），代表符號為R，數值單位為“歐姆”（ohm,Ω）。其與電壓電流相關的歐姆定律公式為： R=V/I；另與線長及截面積有關的公式為：R=ρL/A。 2、導線中所傳導者為交流（A.C.）時，所遭遇的阻力稱為阻抗（Impedance），符號為Z，單位仍為Ω。其與電阻、感抗及容抗等相關的公式為： Z =√R2 +(XL—Xc)2 3、電路板業界中，一般脫口而出的“阻抗控制”嚴格來說并不正确，專業性的說法應為“特性阻抗控制”（Characteristic Impedance Control）才對。因為電腦類PCB線路中所“流通”的“東西”并不是電流，而是針對方波訊號或脈沖在能量上的傳導。此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻抗”，代表的符號是Zo。計算公式為：Zo = √L/C ，（式中L為電感值，C為電容值），不過Zo的單位仍為歐姆。只因“特性”的原文共有五個章節，加上三個單字一并唸出時拗口繞舌十分費力。為簡化起見才把“特性”一字暫時省掉。故知俗稱的“阻抗控制”，實際上根本不是針對交流電“阻抗”所進行的“控制”。且即使要簡化掉“特性”也應說成Controlled Impedance，或阻抗匹配才不致太過外行。圖1 PCB元件間以訊號（Signal）互傳，板面傳輸線中所遭遇的阻力稱為“特性阻抗” 二、需做特性阻抗控制的板類電路板發展40年以來已成為電機、電子、家電、通信（含有線及無線）等硬體必備的重要元件。若純就終端產品之工作頻率，及必須阻抗匹配的觀點來分類時，所用到的電路板約可粗分為兩大類：

声音的特性教案(探究式)

声音的特性 ●教学目标一、知识目标 1．了解声音的特性。 2．知道乐音的音调跟发声体的振动频率有关，响度跟发声体的振幅有关。 3．不同发声体发出乐音的音色不同。二、能力目标 1．通过做“音调与频率有关的实验”和“响度与振幅有关的实验”，进一步了解物理学研究问题的方法。 2．培养学生科学探究的能力。三、德育目标 1．体会现实世界物体的发声是丰富多彩的，培养学生更加热爱世界、热爱科学的品质。 2．培养学生联系生活、生产和科学技术的意识。 ●教学重点音调、响度、音色的概念及其相关因素。 ●教学难点探究决定音调、响度的因素。 ●教学方法探究法、演示法。 ●教学用具钢尺（若干）、示波器、音叉、乒乓球（系有细绳）、铁支架、口琴、笛子、小提琴、录音磁带、录音机。 ●课时安排 1课时 ●教学过程一、创设问题的情境，引入新课［师］生活中我们接触到的声音各种各样，千差万别。其中有许多声音让我们感到悦耳、动听。例如：音叉发出的声音、人歌唱的声音、各种乐器的演奏声

等，它们都是物体做规则振动时发出的声音，物理学中把这类声音叫做乐音。请同学们注意听下面的歌曲（男低音独唱曲、女高音独唱曲），比较这两支歌曲的演唱风格有什么不同？［生甲］前者的演唱声音低沉，后者的演唱声音尖细。［生乙］前者的演唱是通俗唱法，后者的演唱是民族唱法。［生丙］前者的演唱声音小，后者的演唱声音大。［生丁］前者的演唱音调低，后者的演唱音调高。［师］有的声音听起来音调高，有的声音听起来音调低，声音为什么会有音调高低的不同呢？让我们一起来做下面的探究活动。二、进行新课［探究］音调和频率的关系。［师］每组的实验台上备有钢尺，请同学们想办法使钢尺发声。［生］把钢尺紧压在桌面上，一端伸出桌边，拨动钢尺，听它振动发出的声音。［师］使钢尺伸出桌边的长度短一些，注意观察钢尺振动发声时振动得快慢及声音的特点。［生］钢尺振动得较快，声音尖而细。［师］使钢尺伸出桌边的长度较长一些，再次拨动，注意要使钢尺两次振动的幅度大致相同，比较两种情况下钢尺振动得快慢和发出的音调。［生］当钢尺伸出桌边的长度较短时，钢尺振动得较快，音调高；当钢尺伸出桌边的长度较长时，钢尺振动得慢，音调低。［师］同学们刚才的探究活动很成功，为同学们成功的合作及探索鼓掌。请同学们阅读教材20页内容，回答下面的问题：［投影］ 1．频率的物理意义是什么？什么叫频率？ 2．在国际单位制中，频率的单位是什么？ 3．物体振动得快慢、频率跟音调的关系是什么？ 4．大多数人能够听到的频率范围是什么？ 5．什么叫超声波？什么叫次声波？

阻抗测试

PCB的差分阻抗测试技术作者: 周英航上网日期: 2006年11月10日打印版订阅关键字：PCB电路板TDR真差分TDR特征阻抗Coupon 为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2 、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。本文结合PCB行业公认的测试标准IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。 IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中的2.5.5.7a(IPC-TM-650官方网站下载链接https://www.360docs.net/doc/f93195310.html,/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面的介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应的测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线的阻抗测试。 TDR的基本原理及IPC-TM-650对TDR设备的基本要求 1.TDR的基本原理图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因

沪科版八年级物理上册2.第二节声音的特性教案

第二节声音的特性教学目标 1．从生活经验中体会乐音的特性——响度、音调和音色，能用实验验证影响乐音特性的主要因素。 2．从实例中认识噪声和了解防治噪声的途径。 3．进行简单的专项社会调查，使学生具有将科学服务于人类的意识，做一个有理想、有抱负、有振兴中华使命感和责任感的人。教学重、难点 1．重点 (1)能对生活中声音的三个特性加以辨别。 (2)能用实验验证影响乐音特性的主要因素。 2．难点能用实验验证影响乐音特性——响度、音调和音色的主要因素。教具准备粗细不同的若干条橡皮筋、疏密不同的梳子、硬纸片、尺子、鼓、小纸人、吉他、音叉。教学过程新课引入师：激昂的进行曲令人精神振奋，婉转的歌声让人如痴如醉，但刺耳的汽车喇叭声却使人紧张、烦躁。有规律、好听悦耳的声音叫做乐音。无规律、难听刺耳或污染环境的声音叫做噪声，这节课我们就来探究乐音与噪声。新课内容一、响度、音调、音色演示实验：请一位同学上讲台，用不同大小的力敲打鼓面或拨动琴弦，大家听到的声音大小不一样。师：物理学中把人耳感觉到的声音的强弱称为响度。板书。 1.响度。演示实验：再请一位同学用力敲打鼓面，鼓声越大，鼓面上的小纸人跳得越高。师：鼓声越大小纸人跳得越高，说明了什么? 生：说明鼓面振动幅度越大，鼓声的响度越大。师：请你设计一个实验说明，物体振幅(振动幅度简称振幅)越大，声音的响度越大。生甲：用一只手将一根橡皮筋张紧，另一只手拨动橡皮筋，橡皮筋振幅越大、声音的响度也越大。现场表演：生乙：将一把尺子压在桌边，露出桌面一部分，如图所示。用大小不同的力拨动尺子，尺子振幅不同，声音的响度也不同。尺子振幅越大，声音的响度也越大。现场表演：生丙：用大小不同的力敲音叉，音叉振动的振幅越大，声音的响度也越大。音叉的振幅可从悬挂的乒乓球被弹开角度大小看出来。现场表演：生丁：用大小不同的力拨动吉他，琴弦振动幅度越大，声音的响度也越大。师；大家讲得很好，懂得用身边的物品进行实验探究，加深对物理现象，规律，概念的理解。以上的实验说明了什么? 生：讨论、归纳得出：声音的响度一般与声源振动的幅度有关，声源振动幅度越大，响度越大。

交流阻抗实验报告

正弦交流电路中的阻抗和频率特性研究 1、实验目的 1）加深对正弦交流电路的KVL 定律认识。 2）学习正弦交流电路中阻抗的测量方法。 3）掌握L c X X 、阻抗频率特性测量方法。 2.实验原理及步骤（1）测量阻抗 1）用“向量法”测量空心电感线圈两端的阻抗Lr Z ，如图3-1所示，r 是电感线圈的直流电阻。输入电压的频率在200~300Hz 中任选两个，分别测量计算。测量出R U 、Lr U 的值，选取R U 作为参考相量，做出回路的向量图。相量图如图3-2所示。显然，θ满足Lr R Lr R U U U U U 2cos 2 2 2-+=θ。通过计算θ从而求出L U 、r U 的值进而可求出电阻电感值。 2）按下图所示电路，从a ，b 端口用“向量法”测量内带电容的阻抗ab Z ，输入电压的频率在1~3kHz 中任选两个，分别测量计算。 Lr U U R U θ r U U 图3-2 电感阻抗测量电路向量图图3-1 测量阻抗电路原

测量出R U 、Cr U 以及I 的值，选取Cr U 为参考相量，作出由回路的向量图。相量图如图3-4所示,同理，通过求出θ角可得到电容阻抗值。（2）测量频率特性测量L X 、C X 阻抗频率特性，做频率特性曲线。 1）点测—L X f 特性。自选电感（L ：50~400mH ）与电阻R 串联（R ：200Ω~1k Ω）自拟表格，做—L X f 特性曲线（f 从50Hz~3kHz ）。 2）点测—C X f 特性。自选电容（C ：0.1~2μF ）与电阻R 串联（R ：200Ω~1k Ω）自拟表格，做—C X f 特性曲线（f 从50Hz~3kHz ）。（3）观察电压、电流相位关系如图3-5、3-6所示，用示波器分别观察下面电感、电容中电压、电流相位。图3-5 电感阻抗测量电路 I U 图3-2 电容阻抗测量电路向量图图3-3 电容阻抗测量电路原理图 R Cr U 2+ -

PCB特性阻抗简介

PCB特性阻抗简介今就电子学的领域出发解译影响高频特性阻抗品质〝谐振（resonance）〞。所谓的谐振意指可发生于任一物理系统中，只要该系统具有相对形式之贮能零件。当贮存于这些零件中之能量作相互交换时，就不需再自能源取得额外之能量，而将有谐振存在。我们都知道当驾驶一前轮不平衡之车辆时，在某些特定速率下，不平衡的轮子之振动率等于前端悬吊者之自然谐振频率，则存在在一系统中之弹簧及质量中之能量可彼此互作交换导致一大的振动及方向盘之移动，这些情形司机常见到之。在此文中，我们将讨论在电路中之谐振特性及一些应用。电路中之谐振，要求电抗量必须能互相抵销。在一串联RLC电路中，此需电抗性电压降抵消：在一并联RLC电路中，则需电抗性电流互相抵消。一串联电路的阻抗，为电阻值及电抗值之向量和。在一串联RLC电路中，将有一频率，在该频率下可使其电感抗及电容抗相等，此频率称为谐振频率。可使电抗值互相抵销，导致净电抗值为0，在谐振频率(f0),|XL|=|XC|。其中所言的RLC电路即指电阻、电感、电容组件所组合而成的电子回路，所以了解何为特性阻抗之前，甚至何谓谐振频率应先就其材料特性加以了解。就电阻而言：电阻器(resistor)在高频电路中应用甚广，但是一般对电阻特性的了解，仍多局限于电阻在直流电路中所呈现的阻尼特性。实际上，电阻在高频电路中，因受信号频率的影响，不仅电阻值会随之改变，更可能会呈现电感或电容的特性。如图所示电阻器在高频时的等效电路，R为电阻器的电阻值，L为其两端引线的电感，C为存在于电阻器内所有杂散电容的总和。杂散电容形成的原因，随电阻器结构的不同而异。以碳粒合成电阻(carbon composite resistor)为例，由于其结构为以微小碳粒压合而成，故在各碳粒之间都存有电容。此即为等效电路中杂散电容C的来源之一。由此可以推知碳粒合成电阻的高频特性甚差。另外就TDR测量空板上的传输线而言亦可依上述的方式解译，其中上述所提L的效应来自电阻的两端引线，同理推验可知，TDR所使用探棒的测头如接于导通孔时即产生传输路径，此输入信道愈长则L效应相对愈大，此现象将如同业先前

PCB的差分阻抗测试技术

PCB的差分阻抗测试技术摘要：TDR（Time Domain Reflectometry）是PCB行业检测产品的特征阻抗是否符合或达到预计要求的最主要的测试方法。随着计算机和通信系统的串行总线速度显著提高，对PCB 走线特别是差分走线的阻抗控制提出了更高的要求。如何验证PCB中差分走线的特征阻抗是否达到设计要求成为了PCB生产商以及高速数字电路设计人员必须关注的问题。本文结合PCB行业公认的测试标IPC-TM-650手册，重点讨论真差分TDR测试方法的原理以及特点。一、引言为了提高传输速率和传输距离，计算机行业和通信行业越来越多的采用高速串行总线。在芯片之间、板卡之间、背板和业务板之间实现高速互联。这些高速串行总线的速率从以往USB2.0、LVDS以及FireWire1394的几百Mbps到今天的PCI-Express G1/G2、SATA G1/G2、XAUI/2XAUI、XFI的几个Gbps乃至10Gbps。计算机以及通信行业的PCB客户对差分走线的阻抗控制要求越来越高。这使PCB生产商以及高速PCB设计人员所面临的前所未有的挑战。本文结合PCB行业公认的测试标准IPCTM-650手册，重点讨论真差分TDR 测试方法的原理以及特点。二、IPC-TM-650手册以及PCB特征阻抗测试背景 IPC-TM-650测试手册是一套非常全面的PCB行业测试规范，从PCB的机械特性、化学特性、物理特性、电气特性、环境特性等各方面给出了非常详尽的测试方法以及测试要求。其中PCB板电气特性要求在第2.5节中描述，而其中的2.5.5.7a(IPCTM-650官方网站下载链接https://www.360docs.net/doc/f93195310.html,/4.0_Knowledge/4.1_Standards/test/2-5-5-7a.pdf)则全面的介绍了PCB特征阻抗测试方法和对相应的测试仪器要求，重点包括单端走线和差分走线的阻抗测试。三、TDR的基本原理及IPC-TM-650对TDR设备的基本要求 3.1TDR的基本原理图1是一个阶跃信号在传输线(如PCB的走线)上传输时的示意图。而传输线是通过电介质与GND分隔的，就像无数个微小的电容的并联。电信号到达某个位置时，就会令该位置上的电压产生变化，就像是给电容充电。因此，传输线在此位置上是有对地的电流回路的，因此就有阻抗的存在。但是该阻抗只有阶跃信号自身才能“感觉到”，这就是我们所说的特征阻抗。当传输线上出现阻抗不连续的现象时，在阻抗变化的地方阶跃信号就会产生反射的现象，如果将反射信号进行取样并显示在示波器的屏幕上，就会得出如图2所示的波形，从波形中我们可以看出一条被测试的传输线在不同位置上的阻抗变化。同时我们可以比较图2中的两个波形。这是使用两台分辨率不同的TDR设备在测试同一条传输线时获得的测试结果。对于传输线阻抗变化的反映一个明显而另一个不明显。TDR设备感知传输线阻抗不连续的分辨率取决于TDR设备所发出的阶跃信号上升时间的快慢，上升时间快所获得的分辨率就高。而TDR设备的上升时间往往和测试系统的带宽紧密相关，带宽高的测试系统有更