特性阻抗计算公式推导过程

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PCB线路板阻抗计算公式

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.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,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度.在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线。

特征阻抗计算公式

特征阻抗计算公式

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特性阻抗计算公式推导过程
传输线路的阻抗特性""Zo是指波在传输线中电压振幅和电流振幅的比率。

是指当电缆无限长时该电缆所具有的阻抗,是阻止电流通过导体的一一种电阻名称,它不是常规意义上的直流电阻。

一条电缆的特性阻抗是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性。

假设--根均匀电缆无限延伸,在发射端的在某一-频率下的阻抗称为“特性阻抗”(Characteristic Impedance)。

这些参数是由诸如导体尺寸、导体间的距离以及电缆绝缘材料特性等物理参数决定的。

测量特性阻抗时,可在电缆的另一-端用特性阻抗的等值电阻终接,其测量结果会跟输入信号的频率有关。

特性阻抗的测量单位为欧姆。

在高频段频率不断提高时,特性阻抗会渐近于固定值。

例如同轴线将会是50或75欧姆;而常用非屏蔽双绞线的特性阻抗为100欧姆,屏蔽双绞线的特性阻抗为150欧姆。

特征阻抗如何计算
特征阻抗是对于交流信号(或者说高频信号)来说的。

PCB走线中特征阻抗计算公式:。

外方内圆传输线特性阻抗的推导及应用

外方内圆传输线特性阻抗的推导及应用
和推导 ,同时介绍 了外方 内圆传输线的实际应用 关键词 : 短波传输 外方 内圆不平衡传榆线 特性 阻抗 计算推 导 应 用
1引言
触到不平衡传输线与平衡传输线, 以及不
为了 便于生产, 须把外馈的截面由圆 必 形变 和维护, 在实际工程中使用较多 所以 。
在短波广播传输工程改造中, 接 成方形, 经常 重新进行设计。
图 2有屏 蔽的平衡传输 线
7  ̄ 6I I
I A I & EE IO F R A IN 21年 月/ w . . / D TL V I I O M T Ⅳ o1 7 / w t n R O S NN O w rc i
一 无线技术 / /
Ne wor e n og t k T ch ol yI I
选择直径为2mm的 8 紫铜管作为内馈, 果 订 制 的 外
馈的尺寸就需要进行推导, 推导的过程与 话 , 订购周
上面特性阻抗的推导过程刚好相反, 期 长、 把两 费用
图 5有屏蔽的平衡传输线等效原理 图
5Q 而且按 上面的推导是基于b2 的情况, 按 个相同的10 的外方内圆的不平衡传输 高, =D 即 然后把中 间的隔板去掉就变 照厂家生产 照图 所示, 4 把一个平衡传输线分成两个不 线拼在一起 , 成了 一条b 2 = a = D 2 的有屏蔽的平衡传输 的紫铜管的 平衡传输线后, 不平衡传输线的内馈在外 外馈的尺寸是a b a 2 , 馈直径 尺寸生产出 × =×a内 馈的中心, 否则, 不平衡传输线的特性阻 线, = 8 m, 0 Q 来 的 传 输 抗还有一个呈容性的虚部, 如图6 所示, 此 d2m 特性阻抗是30 。 时馈线的特性阻抗为:

这种转换是在平衡转换器中完成的。 在平 阻抗的推导和应用为例, 对这种方法做一 衡转换器里, 一般会 用到不常用的 特定阻 个简要介绍。

特征阻抗 阻抗匹配 共轭匹配原理详解

特征阻抗 阻抗匹配 共轭匹配原理详解

特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配讲解特征阻抗、阻抗匹配、共轭匹配定义及原理详解如下:1.特征阻抗特征阻抗,也称特性阻抗,是传输线理论中的重要概念。

特征阻抗推导过程见附录1,位置x为传输线的任意处,特征阻抗为位置x处入射波的入射电压和入射电流之比,即:-------------------------------------------------------------公式1.1在公式1.1中,特征阻抗只与传输线单位长度的寄生电阻R、寄生电感L、寄生电导G和寄生电容C有关系,而与位置x无关。

特征阻抗推导过程假设前提是传输线单位长度特性是一样的,且是无限长的。

特征阻抗是瞬时阻抗,是传输线位置为x处在没有反射的情况下瞬时电压和瞬时电流的比值。

而直流阻抗也可以理解为瞬时阻抗,只是其任何时候的瞬时电压和瞬时电流比值都是一样的,但是直流阻抗与传输线位置x是有关系的,位置x越靠近原点,阻抗越大。

若频率w很低,则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为:-------------------------------------------------------------公式1.2如果有一根导线无限长,且可等效为无穷个单位长度的寄生电阻R和寄生电导串并的分布式,那求解的阻抗是不是同公式1.2呢?显然不是,电阻是有损耗的,长度越大,等效阻抗越大,损耗越大。

推导过程哪里出问题了?待补充。

若频率w很高,则公式1.1表示的特征阻抗可以等效为:-------------------------------------------------------------公式1.3若传输线可以照公式1.3这样等效,则称为无损传输线。

而特征阻抗概念是针对无损传输线而言,或者近似无损传输线,主要针对无损寄生参数(寄生电感和寄生电容)?万用表测量的是直流阻抗,而非交流阻抗,所以若用万用表测量一个特征阻抗为50ohm的导线,将会发现它是短路的。

PCB线路板阻抗计算公式

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线路板得阻抗计算方式有很多种,相关得软件也能够直接帮您计算阻抗值,今天通过polar si9000来与大家说明下阻抗就是怎么计算得。

在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗得由来与意义:传输线阻抗就是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图,其为平行双导线得分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上得电压电流得正弦形式得推出通解ﻫ定义出特性阻抗ﻫ无耗线下r=0,g=0 得ﻫﻫ注意,此特性阻抗与波阻抗得概念上得差异(具体查瞧平面波得波阻抗定义)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就是怎么回事情,瞧瞧实际上得意义,当电压电流在传输线传播得时候,如果特性阻抗不一致所求出得电报方程得解不一致,就造成所谓得反射现象等等、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,因此匹配得重要性在此展现出来、叠层(stackup)得定义我们来瞧如下一种stackup,主板常用得8 层板(4 层power/ground以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1,L2…L8)因此要计算得阻抗为L1,L4,L5,L8下面熟悉下在叠层里面得一些基本概念,与厂家打交道经常会使用得Oz 得概念Oz本来就是重量得单位Oz(盎司)=28、3 g(克)在叠层里面就是这么定义得,在一平方英尺得面积上铺一盎司得铜得厚度为1Oz,对应得单位如下介电常数(DK)得概念电容器极板间有电介质存在时得电容量Cx与同样形状与尺寸得真空电容量Co之比为介电常数:ﻫε =Cx/Co=ε'-ε”ﻫPrepreg/Core 得概念pp就是种介质材料,由玻璃纤维与环氧树脂组成,core其实也就是pp类型介质,只不过她两面都覆有铜箔,而pp没有、传输线特性阻抗得计算首先,我们来瞧下传输线得基本类型,在计算阻抗得时候通常有如下类型:微带线与带状线,对于她们得区分,最简单得理解就是,微带线只有1个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用得8 层主板,只有top 与bottom走线层才就是微带线类型,其她得走线层都就是带状线类型在计算传输线特性阻抗得时候, 主板阻抗要求基本上就是:单线阻抗要求55 或者60O hm,差分线阻抗要求就是70~110Ohm,厚度要求一般就是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度、在此假设板厚为1、6mm,也就就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下得叠层来走线。

特征阻抗公式

特征阻抗公式

特征阻抗公式【导言】在电磁学领域,特征阻抗是一个非常重要的概念。

它用于描述传输线中的电磁波传播特性,是分析传输线性能的关键参数。

本文将介绍特征阻抗的定义、推导与应用,以期帮助读者更好地理解和应用这一概念。

【特征阻抗的定义与意义】特征阻抗,又称输入阻抗,是指在传输线上,入射波与反射波之间的比例关系。

它反映了传输线对电磁波的吸收和衰减能力,定义为单位长度上的电压与电流之比。

用数学公式表示为:Zc = V/I,其中Zc为特征阻抗,V为电压,I为电流。

【特征阻抗公式的推导】为了推导特征阻抗公式,我们先假设传输线两端的电压分别为V1和V2,电流分别为I1和I2。

根据欧姆定律,我们有:Z1 = V1/I1 (1)Z2 = V2/I2 (2)当传输线上存在反射波时,反射波电压与入射波电压之比等于反射波电流与入射波电流之比,即:V_ref = V1 + V2I_ref = I1 + I2根据反射波的定义,反射波电压与入射波电压之和等于入射波在传输线上的电压,即:V_inc = V1 + V2将(1)和(2)式代入上式,得到:Z1 + Z2 = (V1 + V2)/(I1 + I2)由于Z1和Z2分别表示传输线两端的阻抗,它们与特征阻抗Zc之间的关系为:Zc = Z1 + Z2于是,我们可以得到特征阻抗公式:Zc = (V1 + V2)/(I1 + I2)【特征阻抗公式的应用】特征阻抗公式在分析传输线性能时具有重要意义。

通过测量传输线两端的电压和电流,我们可以计算出特征阻抗,进而分析传输线的损耗、反射系数等性能参数。

此外,特征阻抗还可以用于设计匹配器、滤波器等射频电路,以实现最佳性能。

【结论】总之,特征阻抗是电磁学领域中一个重要的概念,掌握其定义、推导和应用对于分析和设计传输线及射频电路具有实用价值。

几种计算微带线特性阻抗的方法

几种计算微带线特性阻抗的方法
抗 的方 法 。 2基 本 原 理 . 微 带 线 上 传 播 的 电磁 波 可 近 似 看 成 M波 ,于 是 它 的 特 性 阻抗 就 能 用 下 面 的 公 式计 算 :
① 先 用 有 限 元 法 (E 求 微 带 线 切 面 上 的 电 位 分 布 , F M) 再 根 据 电 位分 布求 出单 位 长度 的 微 带 线 上 的 电 容 ,进 而 求 出 微 带 线 的 特性 阻抗 。 假 设微 带线 介 质 基 片 的厚 度 为 h 相 对 介 电 常数 为£, 带 , .导
微带 集 成 电路 具 有 重 量 轻 、 积 小 、 带 宽 、 靠 性 高 、 体 频 可 省 电 、低 成 本 和 长 寿 命 等 优 点 。在 现代 电 子设 备 中 得 到 广 泛 应 用 。 带 线作 为微 带 集 成 电路 的主 要 部 分 , 设 计 和 特 性 参 数 微 其 的 计 算受 到广 泛 关 注 I。 在 设 计 微 带 器 件 时 经 常 遇 到计 算 微 t ] 带线 的特 性 阻 抗 的 问题 . 目前 分 析 微 带 线 特性 阻抗 的 方 法 很 多. 比如 差 分 法 、 限 元 法 、 角 变 换 法 、 林 函数 法 , 等 l, 有 保 格 等 3 l 本 文 以差 分 法 和 有 限 元 法 为 基 础 介 绍 几 种 计 算 微带 线 特 性 阻
( 4)
( o ) V ̄ C -
非 竞 争 性 的有 氧锻 炼 项 目 , 跑 步 、 足 、 身 操 、 绳 、 竞 如 远 健 跳 非 技 性 的球 类 项 目等 锻炼 的强 度 要 严 格 控 制 , 究 表 明 , 等 强 度 的 锻 炼 能 够 研 中 产 生最 佳 的心 理 效 应 。过 大 的运 动强 度往 往伴 随 着 疲 劳 或 克 服 身体 疼 痛 . 给锻 炼 者带 来 不 适 的 情 绪 体 验 , 会 过小 的 运 动 强 度不 能给 锻炼 者带 来 足 够 强 烈 的应 激 体 验 , 不 至 刺 激大 脑 皮 达 0 层 相 应 区域 的 目的 大 学 生 人 群 确定 中 等 锻 炼 强 度 的 简 易 方 法 是 靶 心 率 法 , 心 率 : 2 0 年 龄 ) (0 靶 (2 一 × 6 %一8 % ) 在 锻 炼 中 5 , 使心 率 控 制在 靶 心 率 的 范 围 内 即为 适 宜 的 中 等运 动 强 度 。 ( ) 意 事项 。 三 注 锻 炼 时要 注 意 循 序 渐 进 , 且 以大 肌 肉群 的锻 炼 为 主 , 并 初 次 参 加 锻 炼 者 前 期 先 以 小 的 运 动量 做 好 充 分 的 适 应 性 活 动 . 随着 锻 炼 的进 行 , 逐 渐 加 大运 动 的 强 度 ; 装 要 宽 松 、 适 , 再 着 舒 透气 性 良好 . 还要 注重 锻炼 过 程 中 的 人 际 交 流 , 量 采 用 多人 尽 参 与 的项 目, 最好 是关 系 较 好 的 同 学 或 老 乡 , 造 轻 松 愉 快 的 营 锻炼 氛 围 :要 有 合 理 而 完 善 的锻 炼 计 划 并 能按 计 划 完 成 锻 炼 任务 。 三 、 语 结 大 学 生 的 抑 郁 问题 高 发 率 已成 为 整 个 社 会 关 注 的 焦 点 , 采取 有 效 手 段 改 善 其 抑 郁 状 态 , 高 大 学 生 的 身 心 健 康 水 平 提

关于同轴电缆特性阻抗的测试方法

关于同轴电缆特性阻抗的测试方法

关于同轴电缆特性阻抗的测试方法自动化工程学院 闵亚军 201421070142摘要:特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗,特性阻抗是射频同轴电缆传输的重要参数之一。

本文主要介绍几种同轴电缆特性阻抗的常用测试方法,包括TDR(时域测试法)、史密斯图法、谐振频率法,并简单介绍其基于的原理。

关键字:同轴电缆 特性电阻 时域测试法 史密斯图法引言特性阻抗是指当电缆无限长时电磁波沿着没有反射情况下的均匀回路传输时所遇到的阻抗,它是由电缆的电导率、电容以及阻值组合后的综合特性,正常的物理运行依靠整个系统电缆与连接器具有恒定的特性阻抗。

传输线匹配的条件就是线路终端的负载的阻抗正好等于该传输线的特性阻抗,此时没有能量的反射,因而有最高的传输效率,相反,传输效率会受到影响,所以特性阻抗值是整个传输回路中非常重要的一个参数。

接下来将简单介绍下测试这一参数的各种方法及其所基于的原理。

一、特性阻抗同轴电缆的特性阻抗定义为:入射电压跟入射电流的比值或者反射电压跟反射电流的比值,所以也称作波阻抗。

通过传输线理论的推导 ,我们可以很容易地得到特性阻抗的公式 :Cj G L j R Z c ωω++= (1) 输人阻抗定义为从电缆的某一个方向看进去,其电压和电流的比值 。

局部特性阻抗:电缆沿线长度方向上各点的特性阻抗。

平均特性阻抗:为特性阻抗在高频时的渐进值。

平均特性阻抗是沿线的所有局部特性阻抗的算术平均值。

二、常用测试方法2.1 时域测试法TDR(time domain reflection ,时域测试法)是一种通用的时域测试技术,广泛应用于PCB 、电缆、连接器等测试领域。

这种技术可以测出传输线的特性阻抗,并显示出每个阻抗不连续点的位置和特性(阻抗、感抗和容抗)。

相对于其他技术,TDR 能够给出更多的关于系统宽带相应的信息。

TDR 基于一个简单的概念:当能量沿着媒介传播时,遇到阻抗变化,就会有一部分能量反射回来。

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