特性阻抗之原理与应用
阻抗匹配的原理及应用
阻抗匹配的原理及应用1. 阻抗匹配的定义在电子电路设计中，阻抗匹配是指将输入和输出电路的阻抗调整为互相匹配的过程。
阻抗匹配可以使信号在电路之间传输时最大限度地传递能量，减少能量反射和损耗。
通过阻抗匹配，可以提高电路的性能和信号传输质量。
2. 阻抗匹配的原理阻抗匹配的原理是基于两个基本的电路理论：傅里叶变换和最大功率传输定理。
2.1 傅里叶变换傅里叶变换是将一个时域信号分解成不同频率的正弦和余弦分量的数学技术。
在阻抗匹配中，傅里叶变换用于将时域信号转换为频域信号，从而分析信号的频谱特性。
2.2 最大功率传输定理最大功率传输定理是指当负载电阻与源电阻相等时，电路能够以最大功率传输能量。
阻抗匹配通过调整电路的阻抗使其与源电阻或负载电阻相等，从而实现最大功率传输。
3. 阻抗匹配的应用阻抗匹配在电子电路设计和通信系统中有广泛的应用。
3.1 无线通信系统在无线通信系统中，阻抗匹配用于将天线阻抗与无线发射机或接收机的阻抗匹配。
这可以提高无线信号的传输效率，减少信号损失和反射。
3.2 放大器设计在放大器设计中，阻抗匹配被广泛应用于放大器的输入和输出端口。
阻抗匹配可以使信号在放大器中传输时最大限度地传递能量，提高放大器的增益和线性度。
3.3 系统集成在系统集成中，阻抗匹配用于连接不同的电路模块。
通过阻抗匹配，可以使各个模块之间的阻抗匹配，确保信号的正确传输和系统的正常运行。
4. 阻抗匹配的方法在实际应用中，有多种方法可用于实现阻抗匹配。
以下是几种常见的方法：•使用阻抗变换器：阻抗变换器可以将一个阻抗转换为另一个阻抗，以实现阻抗匹配。
常见的阻抗变换器有电感、电容、变压器等。
•使用匹配网络：匹配网络是由电感、电容和电阻等元件构成的网络，用于调整输入和输出电路的阻抗以实现匹配。
•使用负馈：负馈可以将一个电路的输出信号反馈到输入端，以调整输入电路的阻抗与负载电路的阻抗匹配。
负馈可以通过放大器或运算放大器来实现。
•使用传输线：传输线可以通过调整传输线的长度或特性阻抗来实现阻抗匹配。
阻抗匹配设计原理及方法
阻抗匹配设计原理及⽅法阻抗匹配（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，⼏乎不会有信号反射回来源点，从⽽提升能源效益。
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斯图上。
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，在图表上的点会沿着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。
重复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。
阻抗匹配：简单的说就是「特性阻抗」等于「负载阻抗」。
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着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，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；周延⼀点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
阻抗分析原理
阻抗分析原理阻抗分析是一种用来研究电路中电流、电压和功率之间相互关系的重要方法。
在电子工程领域中，阻抗分析被广泛应用于电路设计、故障诊断和系统优化等方面。
本文将介绍阻抗分析的基本原理，以及其在电路分析中的应用。
首先，我们需要了解什么是阻抗。
阻抗是电路对交流电的阻力，它是一个复数，包括阻抗的大小和相位两个方面。
在电路中，阻抗可以用来描述电阻、电感和电容对交流电的阻碍程度。
通过对电路中各个元件的阻抗进行分析，我们可以得到电路的整体阻抗，从而推断电流、电压和功率之间的关系。
在阻抗分析中，我们通常使用复数形式来表示阻抗。
复数形式的阻抗可以方便地进行计算和分析。
在复平面上，电阻、电感和电容分别对应着不同的阻抗形式，它们分别沿实轴、虚轴和单位圆周上。
通过将电路中的各个元件转化为复数形式的阻抗，我们可以利用复数的运算规则来简化电路分析的过程。
除了复数形式的阻抗，我们还可以使用阻抗参数来描述电路的特性。
阻抗参数包括输入阻抗、输出阻抗和传输阻抗等。
通过对这些阻抗参数进行分析，我们可以了解电路的输入输出特性，以及信号在电路中的传输情况。
这对于电路设计和系统优化具有重要意义。
在实际应用中，阻抗分析可以帮助我们解决电路中的各种问题。
例如，在无源网络中，我们可以通过阻抗分析来求解电路的输入输出特性，从而设计合适的匹配网络。
在有源网络中，我们可以利用阻抗分析来分析放大器的输入输出阻抗，以及信号在放大器中的传输情况。
此外，阻抗分析还可以帮助我们诊断电路中的故障，找出电路中可能存在的问题并进行修复。
总之，阻抗分析是电子工程中一项重要的技术。
通过对电路中各个元件的阻抗进行分析，我们可以了解电路的整体特性，从而解决电路设计、故障诊断和系统优化等方面的问题。
希望本文对阻抗分析原理有所帮助，谢谢阅读。
PCB特性阻抗的原理与应用-YANTAT
SYSTEM FAEQUENCY (MHZ)
5000
3000
2000
Infinite switching
1500
speed Devices
1000 900
800 700 600
400
1GHZ
300 switching
100
devices
DELAY(ns)
12
3
4
5
6
INCH
0
6 12 18 24 30
RU/I
2.導線中所傳導者為交流電(A.C.)時,所遭遇的阻力稱為阻抗(Impedance),代表符 號為 Z,單位還是“歐姆”(OHM, Ω),其與電阻,電感,電容相關的公式為:
Z R2 ( XL XC)2
3.電路板業界中,一般脫口而出的“阻抗控制”,嚴格來講並不正確,專業性的說法 應該是“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”並不是電流,而是針對方波訊號或脈衝 在能量上的傳輸。此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻 抗”,代表符號是Zo 。計算公式:
01111011
數字訊號
時鐘頻率 8
早期的硬體工作電壓定位12V,後在切換頻率增大而必須縮短Tr之 下,其“0”與“1”的電位差已縮小為5V。目前個人電腦高速CPU之 CMOS或TTL或邏輯晶片,其工作電壓更低至3.3V,將來還會更低,以方便
Tr 縮短Tr以加快時鍾頻率;Tr與頻率(f)之間的常數關係式: 0.35 / f
2
圖面詮釋
PCB元件間以訊號(signal)互傳,板面傳輸線中所遭遇到的阻力
阻抗分析原理
阻抗分析原理阻抗分析是一种用于研究电路或系统响应的方法，它通过分析电路中的电压和电流之间的关系，来推导出电路的特性。
在电子工程领域，阻抗分析被广泛应用于电路设计、故障诊断和信号处理等方面。
本文将介绍阻抗分析的基本原理以及其在实际应用中的重要性。
首先，我们来了解一下阻抗的概念。
阻抗是描述电路对交流电的阻碍程度的物理量，通常用Z表示，单位是欧姆（Ω）。
在电路中，阻抗包括电阻、电感和电容，它们分别对应着电路中的电阻性、感性和容性元件。
而阻抗分析就是通过对电路中各种元件的阻抗进行分析，来研究电路的性能和特性。
在阻抗分析中，我们常用复数形式来表示阻抗，即Z=R+jX，其中R表示电阻部分，X表示电抗部分，而j则是虚数单位。
这种表示方法能够将电阻、电感和电容统一起来，方便进行计算和分析。
通过对电路中各个元件的阻抗进行求和和计算，我们可以得到整个电路的总阻抗，从而了解电路对交流信号的响应和特性。
阻抗分析在电路设计中起着至关重要的作用。
通过对电路的阻抗进行分析，我们可以预测电路的频率响应、稳定性和功耗等特性。
这对于设计高性能、低功耗的电子设备至关重要。
此外，阻抗分析还可以帮助工程师在设计阶段发现电路中的潜在问题，提前进行优化和改进，从而节省成本和时间。
除了在电路设计中的应用，阻抗分析还在故障诊断和信号处理等方面发挥着重要作用。
通过对电路中各个部分的阻抗进行分析，我们可以定位故障点并进行修复，提高设备的可靠性和稳定性。
在信号处理中，阻抗分析可以帮助我们理解信号在电路中的传输特性，从而优化信号处理算法和方法。
总之，阻抗分析是电子工程领域中一项重要的技术手段，它通过对电路中各种元件的阻抗进行分析，来研究电路的特性和响应。
在电路设计、故障诊断和信号处理等方面都有着重要的应用价值。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解阻抗分析的原理和意义，从而在实际工作中更好地应用这一技术。
特征阻抗 波阻抗
特征阻抗波阻抗
特征阻抗和波阻抗都是与电磁波传输密切相关的参数，有助于帮助我
们理解电磁波在介质中传输的本质。
特征阻抗是指电磁波在介质中传输时，该介质所表现的电磁性能与真
空中的电磁性能相比的比例关系。
它是电磁波传输中一个常见的参数，也是得到其他各种参数的基础。
特征阻抗包括电磁波在介质中的电阻
抗和磁阻抗两个部分，分别与介质内部的电和磁场强度相关。
波阻抗是指电磁波在介质界面上传输时，该界面传递电磁波的方式与
真空中传递电磁波的方式相比的比例关系。
波阻抗是介质特征阻抗的
一种表现形式，是衡量电磁波在介质中传输的重要参数之一。
在电磁波传输领域，特征阻抗和波阻抗具有重要的应用价值。
例如，
在天线设计中，特征阻抗可以帮助我们计算电磁波在天线中的传输特性，从而实现优化天线的设计，提高天线性能；在光纤通讯中，波阻
抗可以帮助我们计算光纤接口的传递误差，从而改善光纤通讯的传输
质量。
总之，特征阻抗和波阻抗是电磁波传输中不可或缺的两个参数。
它们
帮助我们理解电磁波在介质中传输的基本原理，也在工程应用中发挥
着重要的作用。
对于电磁波传输领域的研究人员来说，深入掌握这两个参数的原理和应用是至关重要的。
阻抗匹配的原理与方法
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RT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.二、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。
阻抗培训教材PPT课件
介质厚度:---参考
特性阻抗值随介质厚度的增加而增大，即使在相同介质厚度和材料下，微带线结构的设计比带状线设计具有较高的特性阻抗值，一般大20-40 。因此，对于高频和高速数字信号传输大多采用微带线结构设计。---参考！
影响特性阻抗主要因素
*
*
导线厚度依导体所要求的载流量以及允许的温升而确定。 导线厚度等于铜箔厚度加上镀层厚度。 导线厚度主要受以下一些因素的影响：
CITS25
Si6000
特性阻抗计算软件
内层酸蚀 线宽的控制：据《批量管制卡》要求，每批板件进行首板试蚀，对首板有阻抗要求的线按设计的公差进行测量，合格再批量生产。 尽量保持匀速的蚀刻速率，降低各参数的波动范围，提高蚀刻均匀性和蚀刻因子。
评价蚀刻速率的好坏可以用蚀刻因子来进行评价： F=W/d F:蚀刻因子； d：单边侧蚀量。W：铜箔厚度 蚀刻因子越大，说明蚀刻液的侧蚀越小，有利于控制精细导线的完整性、均匀性。
其计算公式：
影响特性阻抗主要因素
例二：带状线 带状线是指镶嵌在两个交流地层间的薄细导线，与微带线比较，每层电路与地层的电子耦合更近，电流间的串扰会更低。
式中： Z0-----导线的特性阻抗 r------绝缘材料的介电常数 h------导线与基准面之间的介质厚度 w-----导线的宽度 t------导线的厚度
影响特性阻抗主要因素--介电常数
混压材料:---参考 混压材料各组分会保留各自的电性能，此时的总体相对介电常数不可以根据各自的体积比进行计算。 层间微带线及差分线： εr =(ε1×T2+ε2×T1)/(T1+T2) 表面微带线及差分线： εr =(T1+T2) ×ε1×ε2/(ε2×T1+ε1×T2) （其中ε1、T1为某种组分材料的介电常数及其厚度）
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
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)23、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：1、高速邏輯類：早期資訊工業（Information Technology Industry）在作業速度還不是很快時，電路板只是一種方便零件組裝與導通互連（Interconnection ）的載板或基地而已。
故板中布線完全以導電為著眼點主，設計與品管上只要具備直流電與交流電的觀點即可。
近年來板面元件之間的線路，在數位式訊號（Digital Signal）傳遞速度日漸增快之下，板中的布線還應將與電磁波（Electromagnetic Wave）有關的方波傳播（Propagation）觀念納入才是。
于是原來簡單的導線，逐漸轉變成高頻類（又稱射頻R.F.）與高速（又稱邏輯頻率L.F.）用途的復雜傳輸線（Transmission Line）了。
此種傳輸線在品質上要比傳統導線嚴格很多。
不再是Open/Short測試過關，或缺口與毛頭未超過線寬的20%，就能“允收”（Accepted）的事。
必須要求所測到的“特性阻抗”（Characteristic Impedance）值，也應控制在公差之內才能出貨，否則只有報廢一途根本無法“重工”（Rework）挽救。
是以“特性阻抗控制”已成為“高速邏輯線路板”類的重要品何項目。
國內PC上下流游業者早已成為世界重鎮，執全球量產之牛耳，對這方面的技術當然不能掉以輕心。
圖2 以某八層板為例，L1/L8均用以安裝零件，已無多余空間布置線路。
因而其訊號線分列在2、3、6、7層中，另以L4/L5為電壓層與接地層，其中L2/L3之線路互相垂直，故均可對L4分別組成微條線（Micro strip）的形態。
另L7/L8也可對應L5構成另二組微條線。
其等可分別利用TDR的兩支探針進行測試2、高頻類比通信類：所謂高頻或“射頻”（Radio Frequency簡稱RF）級的電子產品，是指與無線電之電磁波有關，而是以類比式正弦波傳播的產品，如雷達、電視、廣播、大哥大、微波、光織通信等。
由于國內業界多年來一直專注在個人電腦，及相關產品領域中努力發展，甚少涉足于RF範疇。
且RF所用到的板量（按面積計算）也不是很大，加以外國同業采高品級之寡占高單價方式保護，致使本地PCB生產者難以入門，且興趣不高。
多年來在此等特殊板材（如PTFE或其他高功能板材）與阻抗控制技術方面，幾乎交了白卷。
如今大哥大二哥大之流行充斥，而光織通信又將大行其道之際，國內下游系統業者即因起步太晚經驗不足，竟然無法掌握大好商機，平白放棄半壁江山實在可惜。
3、兩類電路板在特性方面的比較：現將電腦邏輯與射頻通信兩類PCB之特性比較如下：表1 兩類傳輸線的特性比較圖3 常見的四種傳輸線（Transmission Line），其工作中之電力線與磁力線的關系上述與“傳輸線”有關的兩類板子，其設計觀念與品質規格，早已不是簡單傳導電流“配線板之所能比擬。
必須將各種不同的電學觀念分別納入應用，遵守其應有的原理與公式，方能對PCB之阻抗匹配，從技術原理與品質改善上對症下藥達到要求。
所應具備的背景有：①直流電流（DC）的傳導學理。
②交流電流（AC）的傳導學理。
③方波式（Square Wave）邏輯訊號（Logic Signal）的傳輸與傳播觀念。
④正弦波訊號（Sine Wave Signal）的傳輸與傳播觀念。
圖4 如導線中有直流電（DC）通過時，四周會產生磁場，此即為“單一導線左手定則”之電流方向與磁場方向之關系圖三、數位化與電子訊號常用十進位的數字與運算，不易利用電子訊號予以表達。
一旦改成0與此同時的二進位法時，即可采用“電壓”對“時間”所形成的“時域”（Time Domain），以方波（脈衝）形成進行組合與運算，此即為“數位化”的源起。
現在5、23、123等三組常見的數字，試行轉換成方波式電子訊號，并對其相關知識簡要說明如下：圖5 時域反射儀（TDR）探測板面線路的“特性阻抗值”，頗類似雷達的原理，即對待測線路發射一種“梯階波”（Step Wave），之後即不斷的將線路情況逐點馳返回報，因而構成“阻值”大小不同的波形，并一一對映線寬的變化1、先將十進位數字被動連續去除，直到商數為整數1時，即可得到多次“1”或“0”等不同余數。
2、將各次余數自右向在排列成二進位的數串，并將左前不足“位元組”的空位處（即虛線者）另補以0，即成為二進位式數列。
3、例如常見的個位數“5”可轉換成“0101”，常見十位數“23”即可變成“00010111”，常見百位數“123”可換為“01111011”等。
4、再利用硬體中瞬間變化之電壓，分別代表低位準（Level）邏輯與高位準邏輯，即形成0與此同時所組合而成的電子訊號（Signal）。
兩者之間的快速“切換”（Switching）可形成假想的“方波”，并具有斜率式（Skew）的上升前緣（Leading Edge）與斜降的後緣。
方波由低到高所耗的時間（即水平軸之時域）稱為“上升時間”（Rise Time，tr），凡tr 愈短者則時鍾速率（Clock Rage，或稱時鍾頻率或切換速度）愈快，也就是每秒鍾所切換的次數愈多。
5、早期硬體的工作電壓定為12V，的在切換頻率增大而必須縮短tr之下，其0與1的電位差已縮小為5V。
目前個人電腦高速CPU之CMOS或TTL邏輯晶片，其工作電壓更低到3.3V。
將來還會再低到2.9V或2.5V，以方便逼短tr與加快切換頻率。
6、示波器上的方波，可利用正弦波經多次倍頻率的能量而說明之。
可經“傳立葉級數”（Fourier Series）予以解析。
其奇數次正弦諧波的能量較強，偶數次能量較弱，故可以忽略。
下圖即為方波經各奇數次解析後所得諧波之示意情形。
方波經過四回奇數次的解析後（到7rd為止）即可得到“上升時間”（tr）與頻率（f）之間的常數關系式：0.35tr = （9 rd與11 rd以後諧波的能量很小，可加忽略）f圖6 訊號方波可視為“正弦波”經多次倍頻率的近似波形，故方波可當做是一種特殊的弦波7、上述利用0 V或3.3 V分別表達低準位的0邏輯，與高準位的1邏輯時，其二者都會因傳輸線的不夠完美，而出現不太穩定的電壓振盪值，例如0.1，0.15，0.21或3.1，3.2，3.5等。
當此等誤差不大，電腦系統尚判讀時，則仍可接受為有效訊號（Data Pulse）。
一旦誤差值變大會成為不良雜訊（Noise），嚴重時將影響整體工作。
因而“減少雜訊”也是多層板的另一種品質目標。
四、訊號傳播與傳輸線1、傳輸線之定義由電磁波的學理可知，波長（λ）愈短時，頻率（f）愈高。
兩者之乘積即為光速（3×1010 cm。
代字為C），其關系式如下。
又如某電磁波訊號在系統中傳播之時鍾頻率高達300MHz時，其波長可計算如下：c 3×1010 cm/secλ = ，λ = ，λ = 100 cmf 3×108 sec -1由IPC-2141在3.4.4節中說明，『凡訊號在導線中“傳播時”，若該導線之長度接近訊號波長的1/7時，由該導線即應被視為傳輸線』（亦有文獻認為此經驗值為1/10）。
前例訊號波長的1/7應為100 cm ÷7 = 14.28 cm，故該300MHz訊號在PCB線路傳播時，一旦線長超過此14.28 cm時，該線路即應按“傳輸線”處理，而不再只是一般導電用的導線了。
也就是必須要注意到傳輸線在“特性阻抗”（OI）上與元件匹配的問題。
上表即為各種常見傳輸線阻抗控制的數值範圍。
PCB的“傳輸線”是由訊號線、介質層、與參考層三者所共同組成，缺一不可。
上圖為設計規範IPC-D-317A中所標示的六種傳輸線。
2、傳輸速率與介質常數由電磁波理論中的Maxwell’s Equation可知，正弦波訊號在介質中的傳播速度（Vp）與光速成正比，與某介質常數（Dk）成反比，即：[注：Dk之新說法已改為相對透電率εr，Relative Permitivity]CVp = = 11.76 in/nsec，√εr因空氣的εr = 1，故電磁波在空氣中的傳播速度等于光速，亦即11.76 in/nsec。
表2 各種不同板材就傳輸速度的對比CE = Cyanate Ester BT = Bismaleimide Triazine PTFE = Teflon 電路板上的導線若也被視為“傳輸線”時，其訊號傳播速度將大受板材εr的影響，如常見的FR-4板材，在30MHz之頻率下測量時，所得相對透電率εr為4.1，故知其訊號線傳輸速度變慢的情形為：CVp = = 5.82 in/nsec， [nsec稱為奈秒，即10-9 sec]√4.13、減少串訊之道——短線、薄板、少平行①傳輸線愈短延誤愈少現行Pentium Pro的CPU其時鍾頻率已超過200 MHz，但這是指元件本身的作業速度而言。
一旦組裝在主機板上完成系統產品之後，其速度將只剩下66 MHz而已。
原因是訊號進入板面線路之後，就會因介質對高訊號能量之散失關系而急遂變慢。