阻抗计算模块简介

阻抗计算模块简介
阻抗计算模块简介

適用範圍:外層防焊後差動阻抗計算S: 相鄰兩根阻抗線間距

T:阻抗線銅厚=基板銅厚+電鍍銅厚

抗計算

H: 外層線路CC/GND間厚度

線寬-1mil

S: 相鄰兩根阻抗線間距

H: 兩個VCC/GND間距離

W1:阻抗線下緣線寬

抗計算

S: 相鄰兩根阻抗線間距

T: 阻抗線銅厚=基板銅厚+電鍍銅厚

H1:覆蓋線路綠漆厚度,一般用0.2mil

W1:阻抗線下緣線寬

參數說明:

H: 外層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

W: 阻抗線上緣線寬,一般取下

適用範圍:外層第二個線路層差動阻

5.2.2.3 Edge-coupled Embedded Microstrip

W: 阻抗線上緣線寬,一般取下緣

H1:線路層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

適用範圍:外層防焊前差動阻

5.2.2.1 Edge-coupled Surface Microstrip

5.2.2.差動阻抗計算:

H: 外層到VCC/GND間介電質厚度

W: 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

參數說明:

S: 相鄰兩根阻抗線間距

緣線寬-1mil

W1:阻抗線下緣線寬

T: 阻抗線銅厚=基板銅厚

5.2.2.2 Edge-coupled Coated Microstrip

W1:阻抗線下緣線寬

適用範圍:兩個VCC/GND夾一個線路層5.2.2.4 Edge-coupled Symmetrical Microstrip

且兩邊對稱狀 況時之差動阻抗計算

W: 阻抗線上緣線寬,一般取下緣

線寬-1mil

T: 阻抗線銅厚=基板銅厚

1.兩個VCC/GND夾兩個線路層之阻抗計算H1:線路層到較遠之VCC/GND間距離

S: 相鄰兩根阻抗線間距

適用範圍:

W1 阻抗線下緣線寬

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

5.2.3 共面特性阻抗計算:

外層防焊前共面阻抗計算

5.2.3.1

W:阻抗線上緣線寬,一般取下

缘线宽-1mil

W1 阻抗線下緣線寬

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

T 阻抗線銅厚=基板銅厚+電鍍銅厚

適用範圍:

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣

適用範圍:

5.2.2.5 Edge-coupled Offset stripline

適用範圍:

外層防焊後共面阻抗計算

參數說明:

W:阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

W1:阻抗線下緣線寬

參數說明:

2.兩個VCC/GND夾一個線路層,但不對稱

狀況時之差動阻抗計算

H: 兩個VCC/GND間距離

H:外層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

H1:覆蓋線路綠漆厚度,一般用0.4-0.8mil 5.2.2.6 Broadside-coupled stripline

T: 阻抗線銅厚=基板銅厚

5.2.3.2

线宽-1mil

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣

H:外層到VCC/GND間介電質厚度

參數說明:

線寬-1mil

缘线宽-1mil

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

T 阻抗線銅厚

=基板銅厚+電鍍 銅厚

5.2.3.6

適用範圍:

參數說明:

H:外層到VCC/GND間介電質厚度

外層防焊後共面阻抗計算 5.2.3.5

適用範圍:

W 阻抗線上緣線寬一般取下緣線寬-1mil W1 阻抗線下緣線寬D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

W2參數說明:

W1 阻抗線下緣線寬

H: 兩個VCC/GND 間距離

H1:線路層到較遠之VCC/GND 間距離T 阻抗線銅厚=基板銅厚

外層防焊前共面阻抗計算W 阻抗線上緣線寬一般取下緣線寬-1mil W3

適用範圍:

5.2.3.4

狀況時之共面阻抗計算D: 阻抗線與周圍銅箔的距離1.兩個VCC/GND夾兩個線路層之阻抗計算H: 外層線路層到相鄰VCC/GND 間厚度W 阻抗線上緣線寬,一般取下2.兩個VCC/GND夾一個線路層,但不對稱H1:線路層到相鄰VCC/GND 間介電質厚度W1 阻抗線下緣線寬

W2W3

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

W1:阻抗線下緣線寬參數說明:

H: 外層到相鄰VCC/GND間介電質厚度H1:覆蓋線路綠漆厚度一般用0.4-0.8mil W :阻抗線上緣線寬一般取下緣線寬-1mil D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

W1:阻抗線下緣線寬

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

W2 W3

外層防焊後共面阻抗計算W1 阻抗線下緣線寬W1 阻抗線下緣線寬H: 兩個VCC/GND 間距離

適用範圍:

適用範圍:

參數說明:

H: 外層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

H1:覆蓋線路綠漆厚度,一般用0.4-0.8mil W:阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil S: 相鄰兩根阻抗線間距D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

T 阻抗線銅厚=基板銅厚+電鍍銅厚

5.2.4.2

H:外層到VCC/GND間介電質厚度

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil W1 阻抗線下緣線寬

5.2.4 共面差動阻抗計算:適用範圍:

5.2.4.1

外層防焊前共面阻抗計算參數說明:

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil 2.兩個VCC/GND夾一個線路層,但不對稱 狀況時之共面阻抗計算參數說明:

H: 外層線路層到相鄰VCC/GND間厚度1.兩個VCC/GND夾兩個線路層之阻抗計算H1:線路層到較遠之VCC/GND 間距離

介電質厚度

5.2.3.8

H1:線路層到相鄰VCC/GND 間W2D: 阻抗線與周圍銅箔的距離W3

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離 緣線寬-1mil

W 阻抗線上緣線寬,一般取下

T 阻抗線銅厚=

基板銅厚

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

T 阻抗線銅厚=基板銅厚+電鍍銅厚

5.2.4.6適用範圍:

W:阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

W1:阻抗線下緣線寬

W2

W3

外層防焊後共面阻抗計算

參數說明:

H: 外層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

H1:覆蓋線路綠漆厚度,一般用0.4-0.8mil

W2

W3

S: 相鄰兩根阻抗線間距

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

參數說明:

H:外層到VCC/GND間介電質厚度

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

W1 阻抗線下緣線寬

外層防焊前共面阻抗計算

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

W1 阻抗線下緣線寬

S: 相鄰兩根阻抗線間距

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

適用範圍:

參數說明:

H: 兩個VCC/GND間距離

H1:線路層到較遠之VCC/GND間距離

5.2.4.5

5.2.4.4

1.兩個VCC/GND夾兩個線路層之阻抗計算

2.兩個VCC/GND夾一個線路層,但不對稱

狀況時之共面阻抗計算

適用範圍:

參數說明:

H1:線路層到相鄰VCC/GND間介電質厚度

D: 阻抗線與周圍銅箔的距離

H: 外層線路層到相鄰VCC/GND間厚度

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil

W1 阻抗線下緣線寬

S: 相鄰兩根阻抗線間距

適用範圍:外層第二個線路層共面阻抗計算

5.2.4.7

T 阻抗線銅厚

=基板銅厚

T 阻抗線銅厚=基板銅厚

W3

H: 兩個VCC/GND 間距離

H1:線路層到較遠之VCC/GND 間距離

5.2.4.8

1.兩個VCC/GND夾兩個線路層之阻抗計算

2.兩個VCC/GND夾一個線路層,但不對稱W2 狀況時之共面阻抗計算適用範圍:

參數說明:

W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil W1 阻抗線下緣線寬S: 相鄰兩根阻抗線間距D: 阻抗線與周圍銅箔的距離參數說明:

H1:線路層到相鄰VCC/GND 間介電質厚度W 阻抗線上緣線寬,一般取下緣線寬-1mil D: 阻抗線與周圍銅箔的距離W1 阻抗線下緣線寬W2W3

S: 相鄰兩根阻抗線間距H: 外層線路層到相鄰VCC/GND 間厚度

PCB阻抗值因素与计算方法

PCB阻抗设计及计算简介

特性阻抗的定义 ?何谓特性阻抗(Characteristic Impedance ,Z0) ?电子设备传输信号线中,其高频信号在传输线中传播时所遇到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等,已不再只是简单直流电的“欧姆电阻”。 ?阻抗在显示电子电路,元件和元件材料的特色上是最重要的参数.阻抗(Z)一般定义为:一装置或电路在提供某特定频率的交流电(AC)时所遭遇的总阻力. ?简单的说,在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

设计阻抗的目的 ?随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用,对印刷电路板也提出了更高的要求。印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象,信号保持完整,降低传输损耗,起到匹配阻抗的作用,这样才能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号。?阻抗匹配在高频设计中是很重要的,阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣。而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点,不会有信号反射回源点。

?因此,在有高频信号传输的PCB板中,特性阻抗的控制是尤为重要的。 ?当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB 设计之后,则特性阻抗值已确定,但是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的围,只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。

?从PCB制造的角度来讲,影响阻抗和关键因素主要有: –线宽(w) –线距(s)、 –线厚(t)、 –介质厚度(h) –介质常数(Dk) εr相对电容率(原俗称Dk介质常数),白容生对此有研究和专门诠释。 注:其实阻焊也对阻抗有影响,只是由于阻焊层贴在介质上,导致介电常数增大,将此归于介电常数的影响,阻抗值会相 应减少4%

阻抗匹配问题

说明:信号源输出阻抗一般都为50ohm ,信号源面板显示的输出信号幅度,频率是图2处信号的幅度,频率。 (1)若负载输入阻抗为50ohm ,则信号源输出与负载输入匹配,则负载获得的信号幅度,频率与2处的电压幅度理论上一致。 (2)若负载输入阻抗为1Mohm ,则信号源输出与负载输入不匹配,则负载获得的信号幅度,频率与1处的电压幅度理论上一致。 ◆ 纯电阻电路:低频和高频都存在;(匹配) 1、 负载电阻R 电压:1 1l i i R U U U r R r R = =++;负载电阻越大,则负载获得的电压越高。 2、 负载R 电流:i l U i R r = +;负载越小,则负载获得的电流越小。 3、 负载获得的功率:2 22222//24l i l i i U U R r P i R U R U R r R R r R r ????====++≤ ? ?+???? ;当且 仅当R=r 时;负载功率最大。 ◆ 存在容性和感性阻抗时,(共轭匹配) 共轭匹配:当交流电路中含有容性或感性阻抗时,若信号源与负载阻抗的实部相等,虚 部互为相反数,此时负载获得最大功率。 源电抗:r r Z r jX =+

负载电抗:R R Z R jX =+ 负载功率: ()() ()()()()22 22 22222 142R r R r R r R r U R U U U P r R r X X R r X X r X X R r X X R R R R = ==≤??+++??+++++++++ ????? 当且仅当R r R r X X =??=-?时,负载获得最大功率。 结论: 1、需要大的电流输出,则选择小的负载R ; 2、需要大的电压输出,则选择大的负载R ; 3、需要输出最大功率,则选择与信号源内阻匹配的电阻R 。(功率传递!) 低频时,信号的波长相对与传输线来说很长,传输线可以看成短线,反射可以不考虑。 高频时,f c λ=;信号频率很高时,信号的波长就很短,当波长和传输线的长度可以比拟时,反射信号叠加在原来信号上将会改变原信号的形状。例:传输线的特性阻抗跟负载阻抗不匹配时,在负载端就产生反射,能量传输不过去,降低效率,功率发射不出去,甚至会顺坏发射设备。 当信号源和传输线、负载的阻抗相互匹配时候,有更多的能量从信号源中发射出来!!! 问题:、25kHz~80kHz 用示波器50ohm 输入阻抗实测,为何信号源输出和示波器显示信号的幅度不一致?(据说这种射频源有些频段幅度不准,建议下次问问罗德斯瓦茨做源的代理)

射频阻抗匹配与史密斯_Smith_圆图:基本原理详解

阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理
在处理 RF 系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下, 需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、 功率放大器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、 LNA/VCO 输出与混频器输入 之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。
在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预知的影响。频率在数十兆赫兹 以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的 RF 测试、并进行适当调谐。 需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。
有很多种阻抗匹配的方法,包括
?
计算机仿真: 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。设计者必须熟悉用正确的 格式输入众多的数据。设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另外,除非计算机是专门为这个用途 制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。
? ? ?
手工计算: 这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。 经验: 只有在 RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之,它只适合于资深的专家。 史密斯圆图:本文要重点讨论的内容。
本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹 配网络元件的数值。当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的 影响以及进行稳定性分析。
图 1. 阻抗和史密斯圆图基础
基础知识
在介绍史密斯圆图的使用之前,最好回顾一下 RF 环境下(大于 100MHz) IC 连线的电磁波传播现象。这对 RS-485 传输线、PA 和天线之间 的连接、LNA 和下变频器/混频器之间的连接等应用都是有效的。

PCB阻抗计算方法

阻抗计算说明 Rev0.0 heroedit@https://www.360docs.net/doc/cc15425056.html, z给初学者的 一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教! 在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义 z传输线阻抗的由来以及意义 传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论) 如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路: 从此图可以推导出电报方程 取传输线上的电压电流的正弦形式 得 推出通解

定义出特性阻抗 无耗线下r=0, g=0得 注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义) ε μ=EH Z 特性阻抗与波阻抗之间关系可从 此关系式推出. Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来. z 叠层(stackup)的定义 我们来看如下一种stackup,主板常用的8层板(4层power/ground 以及4层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为 L1,L4,L5,L8 下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的 Oz 的概念 Oz 本来是重量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克) 在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz, 对

阻抗匹配基本认识

阻抗匹配基本認識 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U×[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为: P=I2×R=(U/(R+r))2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/((R-r)2+4×R×r) =U2/(((R-r)2/R)+4×r) 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则 是由我们来选择的。注意式中((R-r)2/R),当R=r时,(R-r)2/R可 取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率 Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可 获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。 对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。 当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需 要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共厄匹配。 Z=R+jX ﹐Z=R-jX 在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。 有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。 传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。 例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75Ω,所以

同轴线的阻抗为什么一般为或欧详解

什么是典型的电缆阻抗? 同轴电缆使用的最典型阻抗值为50欧姆和75欧姆。50欧姆同轴电缆大概是使用中最常见的,一般使用在无线电发射接收器,实验室设备,以太等环境下。 另一种常用的电缆类型是75欧姆的同轴电缆,一般用在视频传输,有限电视网络,天线馈线,长途电讯应用等场合。 电报和电话使用的裸露平行导线也是典型的阻抗为600欧姆。一对线径标准22的双绞线,使用合适的绝缘体,因为机械加工的限制,平均阻抗大约在120欧姆左右,这是另一种具有自己特有特性阻抗的传输线。 某些天线系统中使用300欧姆的双引线,以匹配折合半波阵子在自由空间阻抗。(但当折合阵子处于八木天线中的时候,阻抗通常会下降很多,一般在100-200欧姆左右) (注:加反射板也会改变阵子的阻抗值,一般会降低,而且反射板越近则阻抗降低越多。) 为什么是50欧姆的同轴电缆? 在美国,用作射频功率传输的标准同轴电缆的阻抗几乎无一例外地都是50欧姆。为什么选用这个数值,在伯德电子公司出示的一篇论文中有解释。 不的的参数都对应一个最佳的阻抗值。内外导体直径比为 1.65时导线有最大功率传输能力,对应阻抗为30欧姆(注:lg1.65*138 =30欧姆,要使用空气为绝缘介质,因为这个时候介电常数最小,

如果使用介电常数为2.3的固体聚乙烯,则阻抗只有不到20欧姆)。最合适电压渗透的直径比为2.7,对应阻抗大约是60欧姆。(顺带一提,这个是很多欧洲国家使用的标准阻抗) 当发生击穿时,对功率传输能力的考量是忽略了渗透电流的,而在阻抗很低,30欧姆时,渗透电流会很高。衰减只源自导体的损失,此时的衰减大约比最小衰减阻抗(直径比3.5911)77欧姆的时候上升了50%,而在这个比率下(D/d=3.5911),最大功率的上限为3 0欧姆电缆最大功率的一半。 以前,很少使用微波功率,电缆也无法应付大容量传输。因此减少衰减是最重要的因素,导致了选择77(75欧姆)为标准。同时也确立了硬件的规格。当低耗的绝缘材料在实际中应用到柔性电缆上,电缆的尺寸规格必须保持不变,才能和现存的设备接口吻合。 聚乙烯的介电常数为2.3,以空气(介电常数为1)为绝缘层的导线的阻抗为77欧姆,如果以聚乙烯来填充绝缘空间的话,阻抗将减少为51欧姆。虽然精确的标准是50欧姆,51欧姆的电缆在今天仍然在使用。 在77欧姆点的衰减最小,60欧姆点的击穿电压为最大,而30欧姆点的功率输送量是最大的。(注:洋人的思维也如此混乱,这些性能指标明明不是由阻抗决定的。前面说过,这些由D/d比决定的。闲扯这些只让人产生误解) 另外一个可以导致50欧姆同轴电缆的事情,如果您使用一个合适直径的中心导体,并将绝缘体注入中心倒替周围,再在外围装上屏

特性阻抗计算公式推导过程

特性阻抗计算公式推导过程 王国海 以下内容供参考。 1.传输线模型 2 符号说明 R L G C 分布式电阻电感电导电容 3 计算过程 (1) u(△z)-u=-R*?z*i-L*△z*?i ?t i(△z)- i=-G*△z*u(△z)?c?△z??u (2) ?t (1)(2) 两边同除以△z,得到电报公式

?u ?z +Ri+L ?i ?t =0 (3) ?i ?z +Gu+C ?u ?t =0 (4) u(z,t)=U(z)e jωt (5) i(z,t)=I(z)e jωt (6) 由(5)(6) 计算得道下列公式 ?u(z,t)?z =dU(z)dz e jωt (7) ?u(z,t)?t =U(z) e jωt jω (8) ?i(z,t)?z =dI(z)dz e jωt (9) ?i(z,t)?t =I(z) e jωt jω (10) 将(7)(8) (9) (10) 代入公式(3) dU(z)dz e jωt +Ri+L I(z) e jωt jω=0,i 用公式(6)代入, dU(z)dz e jωt +R I(z)e jωt +L I(z) e jωt jω=0 化简得到: dU(z)dz =-(R+ jωL)I(z) (11) 同理7)(8) (9) (10)代入(4)可得 dI(z)dz =-(G+ jωC)U(z) (12) 由(11)(12) 得到 dU(z)dI(z)=(R+ jωL)I(z) (G+ jωC)U(z) (13) 交叉相乘, (G + jωC)U(z) dU(z)= (R + jωL)I(z)dI(z) 两边积分, ∫(G + jωC)U(z) dU(z)=∫(R + jωL)I(z)dI(z) 12(G + jωC)U(z)2=12(R + jωL)I(z)2 U(z)2I(z)2=(R+ jωL)(G+ jωC) 两边开根号 Z=U/I=√(R+ jωL)(G+ jωC) 假定R=0,G=0 (无损)得到特性阻抗近似公式 Z=√L C

阻抗匹配

阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图: 基本原理 本文利用史密斯圆图作为RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系数、阻抗和导 纳的作图范例,并用作图法设计了一个频率为60MHz 的匹配网络。 实践证明:史密斯圆图仍然是计算传输线阻抗的基本工具。 在处理RF 系统的实际应用问题时,总会遇到一些非常困难的工作,对各部分级联电路的不同阻抗进行匹配就是其中之一。一般情况下,需要进行匹配的电路包括天线与低噪声放大器(LNA)之间的匹配、功率放大 器输出(RFOUT)与天线之间的匹配、LNA/VCO 输出与混频器输入之间的匹配。匹配的目的是为了保证信号或能量有效地从“信号源”传送到“负载”。 在高频端,寄生元件(比如连线上的电感、板层之间的电容和导体的电阻)对匹配网络具有明显的、不可预 知的影响。频率在数十兆赫兹以上时,理论计算和仿真已经远远不能满足要求,为了得到适当的最终结果,还必须考虑在实验室中进行的RF 测试、并进行适当调谐。需要用计算值确定电路的结构类型和相应的目标元件值。 有很多种阻抗匹配的方法,包括: ? 计算机仿真: 由于这类软件是为不同功能设计的而不只是用于阻抗匹配,所以使用起来比较复杂。设计者必须熟悉用正确的格式输入众多的数据。设计人员还需要具有从大量的输出结果中找到有用数据的技能。另外,除非计算机是专门为这个用途制造的,否则电路仿真软件不可能预装在计算机上。 ? 手工计算: 这是一种极其繁琐的方法,因为需要用到较长(“几公里”)的计算公式、并且被处理的数据多为复数。 ? 经验: 只有在RF 领域工作过多年的人才能使用这种方法。总之,它只适合于资深的专家。 ? 史密斯圆图: 本文要重点讨论的内容。 本文的主要目的是复习史密斯圆图的结构和背景知识,并且总结它在实际中的应用方法。讨论的主题包括参数的实际范例,比如找出匹配网络元件的数值。当然,史密斯圆图不仅能够为我们找出最大功率传输的匹配网络,还能帮助设计者优化噪声系数,确定品质因数的影响以及进行稳定性分析。 w w w . p c b t e c h .n e t

阻抗匹配与阻抗线线宽设置_1129

一、阻抗匹配概念 定义: 1、指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式;阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 2、阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。 我们以下例(软管送水浇花)来感性认识一下阻抗匹配的功用 A、一端于手握处加压使其射出水柱,另一端接在水龙头,。当握管处所施压的力道恰好,而让水柱的射程正确洒落在目标区.如下图所示: B、然而一旦用力过度水注射程太远,不但腾空越过目标浪费水资源。也有可能因强力水压无处宣泄,以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱(阻抗太高);如下图所示: C、反之,当握处之挤压不足以致射程太近者,则照样得不到想要的结果。(阻抗太低),如下图所示;唯有拿捏恰到好处才能符合实际需求的距离。(阻抗匹配)

二、PCB走线的阻抗匹配与阻抗控制 (1)定义 阻抗匹配是电路学里的重要议题,也是射频微波电路的重点。一般的传输线都是一端接电源,另一端接负载,此负载可能是天线或任何具有等效阻抗ZL的电路。传输线阻抗和负载阻抗达到匹配的定义,简单说就是:Z0=ZL。在阻抗匹配的环境中,负载端是不会反射电波的,换句话说,电磁能量完全被负载吸收。因为传输线的主要功能就是传输能量和传送电子讯号或数字数据,一个阻抗匹配的负载和电路网络,将可确保传输到最终负载的电磁能量值能达到最大量。 (2)PCB走线作阻抗控制的原因 1:针对目前高频高速的要求,及对信号失真状况越来越高的要求,在设计PCB时方波信号在多层板讯号线中,其特性阻抗值必须要和电子元件的内置电子阻抗相匹配,才能保证信号的完整的传输。 2:当特性阻抗值超出公差时,所传讯号的能量将出现反射、散失、衰减或延误等劣化现象,严重时会出现错误讯号。 3:由于元件的电子阻抗越高,其传输速率越快。总之,是为了配合电子元器件的电子阻抗,避免信号传输时失真的现象,所以要控制阻抗。 (3)、决定阻抗控制大小的因素,主要包括以下几个方面: 1、W-----线宽/线与地平面间距 2、H----绝缘介质厚度 3、T------铜厚 4、H1---绿油厚 5、Er-----介电常数 6、参考地平面层 射频信号在多层板传输线(Transmission Line,是由信号线、介质层、及接地层三者所共同组成)中所进行的快速传送;如下图所示: 三、PCB阻抗控制线计算概述 对于常见的FR4 板材的 PCB 板上, 对于微带线,线宽 W 是介质厚度 h的2 倍。对于带状线,线条两侧介质总厚度b 是线宽 W 的两倍(估算法);精确计算公式分别如下所示:

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.

怎样理解阻抗匹配,很难得的资料

怎样理解阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R 越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为:P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的

匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是"短线",反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。 例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上

PCB线路板阻抗计算公式

PCB线路板阻抗计算公式 现在关于PCB线路板的阻抗计算方式有很多种,相关的软件也能够直接帮您计算阻抗值,今天通过polar si9000来和大家说明下阻抗是怎么计算的。 在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗的由来和意义: 传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论) 如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路: 从此图可以推导出电报方程 取传输线上的电压电流的正弦形式 得

推出通解 定义出特性阻抗 无耗线下r=0, g=0 得 注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义) 特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出. Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来. 叠层(stackup)的定义

我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8 下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的 Oz 的概念 Oz 本来是重量的单位Oz(盎司)=28.3 g(克) 在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下 介电常数(DK)的概念 电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数:ε = Cx/Co = ε'-ε" Prepreg/Core 的概念 pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.

关于阻抗匹配原则

关于阻抗匹配原则 阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹配时,将获得最大的功率传输。反之,当电路阻抗失配时,不但得不到最大的功率传输,还可能对电路产生损害。阻抗匹配常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间,等等。例如,扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配,不匹配时,扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器。如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗,扩音机就处于过载状态,其末级功率放大管很容易损坏。反之,如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多,会引起输出电压升高,同样不利于扩,音机的工作,声音还会产生失真。因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好。又例如,无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致。如果阻抗值不一致,发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去。这部分没有发射出去的能量会反射回来,产生驻波,严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏。为了使信号和能量有效地传输,必须使电路工作在阻抗匹配状态,即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗,电路的输出阻抗等于负载的阻抗。在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件,由它们所组成的电路称为电抗电路,其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路。下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析。

阻抗匹配的基本原理: 1.纯电阻电路 在中学物理电学中曾讲述这样一个问题:把一个电阻为R的用电器,接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上,在什么条件下电源输出的功率最大呢?当外电阻等于内电阻时,电源对外电路输出的功率最大,这就是纯电阻电路的功率匹配。假如换成交流电路,同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。 2.电抗电路 电抗电路要比纯电阻电路复杂,电路中除了电阻外还有电容和电感。元件,并工作于低频或高频交流电路。在交流电路中,电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗,用字母Z表示。其中,电容和电感对交流电的阻碍作用,分别称为容抗及和感抗而。容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外,还与所工作的交流电的频率有关。值得注意的是,在电抗电路中,电阻R,感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加,而常用阻抗三角形法来计算(见图2)。因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些,除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外,还要求电抗成分大小相等符号相反

阻抗计算公式、polarsi9000(教程)

一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教! 在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义。 传输线阻抗的由来以及意义 传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论) 如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路: 从此图可以推导出电报方程 取传输线上的电压电流的正弦形式 得 推出通解

定义出特性阻抗 无耗线下r=0, g=0 得 注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义) 特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出. Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来. 叠层(stackup)的定义 我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线 层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8

下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的 Oz 的概念 Oz 本来是重量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克) 在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下 介电常数(DK)的概念 电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数: ε = Cx/Co = ε'-ε" Prepreg/Core 的概念 pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有. 传输线特性阻抗的计算 首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,

输出阻抗与输入阻抗详解

输出阻抗与输入阻抗详解 一般讲: 采集信号 1.信号源为电压源,输入阻抗越大越好; 2.信号源为电流源,输入阻抗越小越好; 采集功率 1.输入阻抗要与源阻抗一致合成一句话,就是源和负载的阻抗要匹配(不同的应用场合,“匹配”的涵义不一样) 电路的带负载能力与输入输出阻抗的关系 带负载能力 带负载能力是指,外接器件后,输出的电压或电流大小不受影响的能力。比如,如果一个单片机的引脚输出5伏电压信号,如果接上一个负载后,它的5伏保持不变,那么,它就可以带动这个负载,如果变小,那就说明带不动负载。同样,如果输出的电流能够满足负载的需要,那就说明带负载能力满足要求,反之亦然。 所谓带负载能力,是说电路的输出电阻的大小,和电压源(电流源)中的内阻是一个意思。 例如: 在放大电路中,如果你想负载获得得稳定的电压,即负载大小变化时也能获得稳定的电压,此时就要求放大电路的输出电阻越小越好,这样内阻基本

上不参与输出电压的分压,所以负载电阻不管多大它上面的电压基本不变。你完全可以用电压源串一个内阻接负载时的情况分析。 如果放大电路输出可以等效成电流源(如果你想让负载上获得稳定的电流),此时就要求输出输出电阻越大越好(最好无穷大),这样不管负载怎么变化内阻(它是并联的)分得的电流都很小,所以电流很稳定。你完全可以用理想电流源并联一个内阻的情况来分析。 所以在实际电路,你要看它的输出端是想稳定输出电流还是想稳定电压(放大电路中的负反馈类型可以判断出来),如果是想稳定输出电压,说它带负载能力强表示其输出电阻比较小,如果是稳定输出电流,说它带负载能力强表示其输出电阻比较大。 通常,要求输出电阻比较小的情况居多。 输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题。 不管对于电压源还是电流源,其功率都是一定的(理想的为无穷大)。 分析: 对于电压 源: P=(U^2)/R 电压一定,则输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响; 对于电流 源: P=(I^2)R

高速电路设计必看之干货—数据线上串联电阻作用详解

无论是早期的收音机、电视机到计算机、移动通讯终端,还是目前的移动智能终端的4G/5G技术研究、人工智能、云计算、AR/VR等技术,这些技术发展无疑都对MCU、基带、FPGA等组成的这些高速电路的计算量要求越来越大,也越来越快。这些都推动着高速电路的蓬勃发展。随着电路数据速度的暴增,高速电路的学习、应用、研究也越来越难,门槛也越来越高。作为高速电路应用设计发展的工程师们必然要学习很多,同样也会遇到不少问题。 正如很多硬件工程师在看高速电路时,都会经常看到串一些小电阻,如22欧姆,但是也不是一定串。同样场合有的串,有的不串。这是为什么呢? 芯片脚串联了很多电阻 这个电阻有两个作用第一是阻抗匹配。因为信号源的阻抗很低,跟信号线之间阻抗不匹配,串上一个电阻后,可改善匹配情况,以减少反射,避免振荡等。 严格来讲,当高速电路中,信号在传输介质上的传输时间大于信号上升沿或者下降沿的1/4时,该传输介质就需要阻抗匹配。一般当PCB走线的长度大于其传

输信号的波长的1/10时,我们就需要考虑阻抗匹配。(在高频高速电路时,信号线应用传输线理论去解释,一般低频低速电路,不在适用)。 比如,100MHz以上的高速数字电路就可以考虑阻抗匹配了主要是基于阻抗匹配方面的考虑,以达到时序统一,延迟时间,走线电容等不会超过范围!原因在于LAYOUT时可能走线方面不是很匹配! 另外,高速信号线串的小电阻,LAYOUT时应该把它放在CPU端还是放在信号的终端好些呢? 一般的做法是在信号源端串小电阻,在信号终端并一个小电阻。在信号源端串一个小电阻,没有公式的理论:一般传输线的特征阻抗为50欧姆左右,而TTL电路输出电阻大概为13欧姆左右,在源端串一个33欧姆的电子,13+33=46大致和50相当,这样就可以抑制从终端反射回来的信号再次反射。在信号接收终端并一个小电阻,没有公式的理论:若信号接收端的输入阻抗很大,所以并接一个51欧姆的电阻,电阻另一端接参考地,以抑制信号终端反射。信号接收终端串接电阻,从抑制信号反射的角度考虑,只有终端输入的电阻小于50欧姆。但IC设计时,考虑到接收能量,不会将接收端的收入电阻设计得小.。 常用传输线阻抗如下: 1.CVBS视频信号线75欧姆 2.MIPI、LVDS信号线100欧姆 https://www.360docs.net/doc/cc15425056.html,B信号线90欧姆

PCB阻抗匹配总结

PCB阻抗匹配总结 网名:chinawei97qq: 1219658831 做硬件工程师好几年,有最初的不做阻抗,到后面认为做阻抗是PCB厂家的事情,导致设计的pcb交给pcb厂家后重新修改修改布线,影响项目进度,下面把总结写在后面,以面再犯同样的错误。 做4层板,正片工艺,这样就对做半孔工艺带来加工不方便,半孔工艺会带来价格的增加,单价增加0.05元/cm2 1.6mm厚度的4层PCB板加工,建议做阻抗设计的时候按照1.5mm厚度进行设计,剩下0.1mm厚度留给工厂作为其他工艺要求用(后制诚厚度,绿油、丝印等)。 (1)满足我们TOP层及BOTTOM层5mil线宽单端阻抗控制为55ohm,见附图一;

(2)满足差分线阻抗为100ohm,见附图二

附图二 一般是通过调整层与层之间的填充(如FR-4)的厚度来满足整个板厚及阻抗控制(单端阻抗与填充厚度及导线宽度有关)的要求。 0.5OZ的铜相当于1.2mil ,1OZ的铜相当于1.9mil 。4层板来说,第一、第二层的厚度和第三、第四层的厚度相同,这样平衡对称有利用PCB板加工和使用,放置翘板。采用了外层1.7mil 内层1.4mil 的填充工艺。采用外层1OZ,内存0.5OZ 的工艺。 附图一中H1为第一层、第二层的间距为3MIL 这样第三层、第四层也为3MIL; 整板厚度为1.6mm,取1.5mm 等于 60mil 。叠层设计的厚度为:1.7+1.7+1.4+1.4+3+3+47.8,大致设计以后可以参考candece下面的计算,见附图三。具体阻抗要求 还是以工厂为准。

附图三 差分阻抗比单端阻抗还要多一个影响参数间距,和要设置Coupling Type 对线的类型,参考附图二的trace separation 中S1 参数为 6.5mil ,allegro 计算如附图四。 附图四

输出阻抗与输入阻抗详解

一般讲: 采集信号 1.信号源为电压源,输入阻抗越大越好; 2.信号源为电流源,输入阻抗越小越好; 采集功率 1.输入阻抗要与源阻抗一致 合成一句话,就是源和负载的阻抗要匹配(不同的应用场合,“匹配”的涵义不一样)

电路的带负载能力与输入输出阻抗的关系 带负载能力 带负载能力是指,外接器件后,输出的电压或电流大小不受影响的能力。比如,如果一个单片机的引脚输出5伏电压信号,如果接上一个负载后,它的5伏保持不变,那么,它就可以带动这个负载,如果变小,那就说明带不动负载。同样,如果输出的电流能够满足负载的需要,那就说明带负载能力满足要求,反之亦然。所谓带负载能力,是说电路的输出电阻的大小,和电压源(电流源)中的内阻是一个意思。 例如: 在放大电路中,如果你想负载获得得稳定的电压,即负载大小变化时也能获得稳定的电压,此时就要求放大电路的输出电阻越小越好,这样内阻基本上不参与输出电压的分压,所以负载电阻不管多大它上面的电压基本不变。你完全可以用电压源串一个内阻接负载时的情况分析。 如果放大电路输出可以等效成电流源(如果你想让负载上获得稳定的电流),此时就要求输出输出电阻越大越好(最好无穷大),这样不管负载怎么变化内阻(它是并联的)分得的电流都很小,所以电流很稳定。你完全可以用理想电流源并联一个内阻的情况来分析。 所以在实际电路,你要看它的输出端是想稳定输出电流还是想稳定电压(放大电路中的负反馈类型可以判断出来),如果是想稳定输出电压,说它带负载能

力强表示其输出电阻比较小,如果是稳定输出电流,说它带负载能力强表示其输出电阻比较大。 通常,要求输出电阻比较小的情况居多。 输入阻抗 输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小。对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题。另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑阻抗匹配问题。 不管对于电压源还是电流源,其功率都是一定的(理想的为无穷大)。 分析: 对于电压源: P=(U^2)/R 电压一定,则输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响; 对于电流源:P=(I^2)R 而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。

阻抗匹配详解

什么是阻抗 具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示。阻抗由电阻、感抗和容抗三者组成,但不是三者简单相加。如果三者是串联的,又知道交流电的频率f、电阻R、电感L和电容C,那么串联电路的阻抗 阻抗的单位是欧。 对于一个具体电路,阻抗不是不变的,而是随着频率变化而变化。在电阻、电感和电容串联电路中,电路的阻抗一般来说比电阻大。也就是阻抗减小到最小值。在电感和电容并联电路中,谐振的时候阻抗增加到最大值,这和串联电路相反。 阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,这篇文章对这个“阻抗匹配”进行了比较好的解析。回答了什么是阻抗匹配。 阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。 大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。 要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。 改变阻抗力 把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 [编辑] 调整传输线 由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配 阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。高速 PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便. 阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电