特征阻抗
特征阻抗反射系数
特征阻抗反射系数
摘要：
1.引言
2.特征阻抗的定义
3.反射系数的定义和计算方法
4.特征阻抗反射系数的应用
5.结论
正文：
1.引言
在电路理论中，特征阻抗反射系数是一个重要的参数，用于描述电磁波在传输线上的反射特性。
在实际应用中，特性阻抗反射系数被广泛应用于无线通信、微波技术以及射频电路设计等领域。
本文将对特性阻抗反射系数进行详细的介绍。
2.特征阻抗的定义
特征阻抗是指在特定频率下，传输线上电压和电流的比值。
在理想状态下，传输线的特征阻抗为恒定值，而在实际传输线上，特征阻抗可能会因为线路结构、材料等因素发生变化。
3.反射系数的定义和计算方法
反射系数是指电磁波在传输线上反射回来的波与入射波的比值。
其计算公式为：
反射系数（S11）= （Z1 - Z2）/ （Z1 + Z2）
其中，Z1 表示特性阻抗，Z2 表示负载阻抗。
4.特征阻抗反射系数的应用
特性阻抗反射系数在实际应用中具有重要意义。
通过测量反射系数，可以了解传输线上的反射情况，从而判断传输系统的性能。
此外，特性阻抗反射系数还可以用于微波器件的性能评估和优化，例如滤波器、匹配器等。
5.结论
特性阻抗反射系数是描述电磁波在传输线上反射特性的重要参数。
特征阻抗计算公式
特征阻抗计算公式
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:。
线路的特征阻抗和传播系数
线路的特征阻抗和传播系数线路是电力系统中不可或缺的组成部分，其特征阻抗和传播系数是线路设计和运行中的重要参数。
本文将从特征阻抗和传播系数两个方面进行阐述。
一、特征阻抗特征阻抗是指在电力系统中，线路上单位长度的电阻和电抗的比值。
它是描述线路电气特性的重要参数，对于线路的设计和运行具有重要意义。
在电力系统中，特征阻抗的大小与线路的电气特性密切相关。
一般来说，特征阻抗越大，线路的电气特性越好，其输电能力也越强。
因此，在线路设计中，需要根据实际情况选择合适的导线截面和线路结构，以达到最佳的特征阻抗。
此外，特征阻抗还与线路的电压损耗和电流损耗有关。
在线路运行中，特征阻抗的大小会影响线路的电压和电流分布，从而影响线路的输电效率和稳定性。
因此，在线路运行中，需要根据实际情况对特征阻抗进行调整，以保证线路的正常运行。
二、传播系数传播系数是指电磁波在线路中传播的速度与真空中传播速度的比值。
它是描述线路传输特性的重要参数，对于线路的设计和运行具有重要意义。
在电力系统中，传播系数的大小与线路的传输特性密切相关。
一般来说，传播系数越小，线路的传输特性越好，其传输能力也越强。
因此，在线路设计中，需要根据实际情况选择合适的导线材料和线路结构，以达到最佳的传播系数。
此外，传播系数还与线路的信号传输速度和传输距离有关。
在线路运行中，传播系数的大小会影响线路的信号传输速度和传输距离，从而影响线路的传输效率和稳定性。
因此，在线路运行中，需要根据实际情况对传播系数进行调整，以保证线路的正常传输。
综上所述，特征阻抗和传播系数是线路设计和运行中的重要参数，对于线路的电气特性和传输特性具有重要意义。
在线路设计和运行中，需要根据实际情况对特征阻抗和传播系数进行合理选择和调整，以保证线路的正常运行和传输。
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 特征阻抗
pcb 特征阻抗PCB（Printed Circuit Board，印刷电路板）是现代电子产品中常见的一种电路载体。
在PCB设计中，特征阻抗（Characteristic Impedance）是一个重要的参数，对于保证信号传输质量和电路稳定性起着关键作用。
特征阻抗是指信号在传输过程中所面临的电阻和电感的总和，通常用单位长度的电阻和电感来表示。
在PCB设计中，特征阻抗的准确控制对于高速信号的传输至关重要。
特征阻抗的不匹配会导致信号的反射和衰减，从而影响电路的性能和稳定性。
PCB的特征阻抗受到多种因素的影响，其中包括PCB的材料特性、线宽和线距、板厚等。
首先，PCB的材料特性对特征阻抗有直接影响。
不同材料的介电常数和介电损耗因子不同，会导致特征阻抗的变化。
因此，在PCB设计中选择合适的材料对于控制特征阻抗至关重要。
线宽和线距也是影响特征阻抗的重要因素。
一般来说，线宽和线距越小，特征阻抗越高。
因此，在高速信号传输中，通常需要采用较小的线宽和线距来控制特征阻抗。
此外，线宽和线距的不均匀性也会导致特征阻抗的变化，因此在PCB设计中需要考虑到这一点。
板厚也会对特征阻抗产生影响。
板厚越大，特征阻抗越低，板厚越小，特征阻抗越高。
因此，在PCB设计中需要根据特定的特征阻抗要求选择合适的板厚。
为了准确控制PCB的特征阻抗，设计人员通常需要根据特定的信号要求进行计算和仿真。
在PCB设计软件中，可以通过输入相关参数，如线宽、线距、板厚等，来计算特征阻抗。
通过仿真分析，可以得到准确的特征阻抗数值，并根据需要进行调整。
在PCB制造过程中，特征阻抗的控制也是一个关键的环节。
制造厂商通常会使用特殊的工艺来确保特征阻抗的准确控制。
例如，通过控制线宽和线距的精度，采用特殊的印刷方法，使用合适的材料等，都可以提高特征阻抗的制造精度。
PCB设计中的特征阻抗是一个重要的参数，对于保证高速信号传输的质量和电路的稳定性起着关键作用。
通过合理选择材料、控制线宽和线距、调整板厚等手段，可以有效地控制特征阻抗。
特征阻抗公式
特征阻抗公式特征阻抗公式特征阻抗是电磁波在传播过程中的重要参量，它描述了电磁波在不同介质中传播时的阻抗匹配情况。
在电磁学和电路理论中，特征阻抗公式是一组用于计算特征阻抗的数学公式。
以下是一些常见的特征阻抗公式及其解释。
1. 自由空间中的特征阻抗公式自由空间是指真空中没有任何介质的区域。
在自由空间中，特征阻抗公式如下：Z0 = sqrt(μ0 / ε0)其中，Z0表示自由空间的特征阻抗，μ0表示真空的磁导率，ε0表示真空的介电常数。
这个公式的解释是，自由空间中电磁波的特征阻抗等于真空中的磁场特征阻抗和电场特征阻抗的乘积的平方根。
例如，假设真空的磁导率为μ0 = 4π×10^(-7) H/m，介电常数为ε0 = ×10^(-12) F/m，代入特征阻抗公式计算得到：Z0 = sqrt(4π×10^(-7) / ×10^(-12)) ≈ Ω因此，在自由空间中，电磁波的特征阻抗约等于Ω。
2. 平面导体波导中的特征阻抗公式平面导体波导是一种常见的电磁波传输介质，它由两个平行的导体板组成。
在平面导体波导中，特征阻抗公式如下：Z0 = sqrt(μ / ε)其中，Z0表示平面导体波导的特征阻抗，μ表示波导内介质的磁导率，ε表示波导内介质的介电常数。
这个公式的解释是，平面导体波导中电磁波的特征阻抗等于波导内介质的磁场特征阻抗和电场特征阻抗的乘积的平方根。
举例来说，假设平面导体波导的磁导率为μ = 4π×10^(-7)H/m，介电常数为ε = ×10^(-10) F/m，代入特征阻抗公式计算得到：Z0 = sqrt(4π×10^(-7) / ×10^(-10)) ≈ Ω因此，在平面导体波导中，电磁波的特征阻抗约等于Ω。
3. 同轴电缆中的特征阻抗公式同轴电缆是一种常见的电磁波传输介质，它由一个内导体环绕着一个外导体组成。
在同轴电缆中，特征阻抗公式如下：Z0 = sqrt(μ / ε) ln(b/a)其中，Z0表示同轴电缆的特征阻抗，μ表示同轴电缆内介质的磁导率，ε表示同轴电缆内介质的介电常数，b表示内导体的半径，a表示外导体的半径。
一段特征阻抗
一段特征阻抗特征阻抗是指电路中的某个元件或网络对电流和电压的响应关系。
它是描述电路对电流和电压的阻抗特性的一种参数。
特征阻抗在电路分析和设计中起着重要的作用，对于电路的稳定性、性能和效果有着决定性的影响。
特征阻抗可以分为实部和虚部两个部分。
实部描述了电路对电流的阻碍程度，而虚部则描述了电路对电压的相位延迟或超前程度。
实部一般以欧姆（Ω）为单位，虚部一般以欧姆（Ω）或亦称为无量纲。
特征阻抗的大小和相位角度决定了电路的特性。
在电路分析中，我们常常通过特征阻抗来判断电路的稳定性和工作状态。
特征阻抗的大小和相位角度可以通过复数的形式表示，其中实部表示幅度，虚部表示相位。
根据复数的性质，特征阻抗可以进行加减乘除等运算，方便了电路分析和计算。
特征阻抗可以用于描述各种电路元件和网络的特性。
例如，电容器的特征阻抗与频率成反比，随着频率的增加，特征阻抗逐渐减小；电感器的特征阻抗与频率成正比，随着频率的增加，特征阻抗逐渐增大。
特征阻抗还可以用于描述传输线路、滤波器、放大器等电路的特性。
特征阻抗的计算方法有多种，根据电路的不同结构和特性，可以采用不同的计算方法。
例如，对于简单的电容器和电感器，可以直接使用基本电路分析方法计算特征阻抗；对于复杂的电路网络，可以采用电路分析软件进行仿真计算。
特征阻抗在电路设计和优化中起着重要的作用。
通过对特征阻抗的分析和计算，可以优化电路的性能和效果，提高电路的稳定性和可靠性。
特征阻抗的选择和调整可以根据电路需求进行优化，以达到设计目标。
特征阻抗是描述电路对电流和电压响应的一种参数。
它可以用于描述电路的稳定性、性能和效果。
特征阻抗的大小和相位角度决定了电路的特性，通过对特征阻抗的分析和计算，可以优化电路的设计和性能。
特征阻抗在电路分析和设计中具有重要的作用，对于电路的稳定性和性能有着决定性的影响。
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。
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗测试原理 特性阻抗测试原理
特性阻抗测试原理：
阻抗测试就是在示波器发出一种近似方波的脉冲后,同时接收其 反射波,然后将此两种脉冲波对比分析,从反射能量的大小得出阻 抗值,同时在荧光屏上显示出来(TDR输出信号传送到电路板,传送 到信号的线路,接受后，通过反射波上升或下降再与仪器本身所 放出的信号作对比,换算而得电路板的阻抗值) 主要组成：脉冲（阶跃）发生器＋高带宽示波器
嵌入 差分 阻抗 涂覆 差分 阻抗 对称 嵌入 单端 偏移 单端 阻抗 涂覆 单端 阻抗 嵌入 单端 阻抗
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 常 常 用 用 特 特 性 性 阻 阻 抗 抗 模 模 块 块
嵌入 共面 阻抗 偏移 共面 阻抗 异面 差分 阻抗 涂覆 表面 共面 对称 嵌入 差分 偏移 差分 阻抗
A
INCIDENT ENERGY
B
TRANSMITTED ENERGY REFLECTED ENERGY
当A组件经由板面线路向B发出讯号,若该讯号线的线宽不均,造成特 性阻抗值上起伏变化时,则讯号的部分能量会反弹回A中去。
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗控制的前提条件 特性阻抗控制的前提条件
工作频率（影响 Rise time）
传输线长度（造成 Propagation delay )
故工作频率越高，传输线过长就需要考虑 控制特性阻抗
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗控制的类别 特性阻抗控制的类别
目前大部分资料将特性阻抗分为单端（Singleended）阻抗和差分 （Differential）阻抗两种。 单端阻抗 (Singleended Impedance) (“单根信号线的特性阻抗”) 差分阻抗 (Differential Impedance) (“等宽等间距的两信号线的特性阻抗”)
差分传输线具有两种独特的传播方式，每种方式都有自己的特性 阻抗，分别称为奇模阻抗（Odd mode）和偶模阻抗（Even mode）
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 差分阻抗的类别 差分阻抗的类别
二导线与 大地绝缘
差分阻抗是指在差分驱动时在两条传输线中测试到的阻抗。 线路1与线路2同时施加差分互补的信号，在任一导线测试到的阻抗称为奇模 阻抗(Odd Mode Impedance) 。 ZDifferential＝2×Zodd 线路1与线路2同时施加相同的信号，在任一导线测试到的阻抗称为偶模阻抗 (Even Mode Impedance) 。 共模阻抗（Common mode Impedance）是指并连在一起的线路的阻抗，是偶 模阻抗的一半。ZCommon＝1/2×ZEven
带状线（Stripline）结构
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 微带线（Microstrip） 微带线（Microstrip）
微带线（Microstrip）的信号线附在介质层上，一侧暴露在空气中，另一 侧相对于介质层下方的参考层。
特征： 特征： 1.电场穿透两种不同的介质，较难 1.电场穿透两种不同的介质，较难 控制阻抗； 控制阻抗； 2.传输速度较快（约145ps/inch）； 2.传输速度较快（约145ps/inch）； 3.空气的介电常数较PCB低，所以 3.空气的介电常数较PCB低，所以 整体的介电常数较低； 整体的介电常数较低；
铜厚，影响最小的是阻焊厚度。
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 影响特性阻抗的因素 影响特性阻抗的因素
A. 介电常數(Dk、εr): 介电常数↑& 特性阻抗↓ 阻抗与其平方根成反比。 介电常数↓& 特性阻抗↑ ----------------------------------------------------------------* B. 导线厚度(T): 导线厚度↑& 特性阻抗↓ 阻抗与其成反比。 导线厚度↓& 特性阻抗↑ ----------------------------------------------------------------* C. 导线宽度(W): 导线宽度↑& 特性阻抗↓ 阻抗与其成反比。 导线宽度↓& 特性阻抗↑ ----------------------------------------------------------------* D. 介质厚度(H): 介质厚度↑& 特性阻抗↑ 阻抗与其成正比。 介质宽度↓& 特性阻抗↓ ----------------------------------------------------------------* E. 线间距(S): 导线间距↑& 特性阻抗↑ 阻抗与其成正比。 导线间距↓& 特性阻抗↓ ----------------------------------------------------------------* F. 阻焊厚度(H1): 阻焊厚度↑& 特性阻抗↓ 阻抗与其成反比。 阻焊厚度↓& 特性阻抗↑ 第19页 *
特征： 特征： 1.电场只在PCB板内，较易控制阻抗； 1.电场只在PCB板内，较易控制阻抗； 2.传输速度较慢（约185ps/inch）； 2.传输速度较慢（约185ps/inch）； 3.介电常数较高； 3.介电常数较高； 4.在PCB里面，不容易受到干扰； 4.在PCB里面，不容易受到干扰； 5.较低密度的布线。 5.较低密度的布线。
广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司
特性阻抗
POWER/GROUND W A SIGNAL A A POWER/GROUND T D SIGNAL T W
POWER/GROUND
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 背 背 景 景
传统PCB人们关注的只是金属导线的“通”、“断”、“短路”、“绝缘” 等情况，但是随着科技技术的发展、集成电路集成度的提高和应用，电 路的工作速度越来越快，信号传输频率和速度越来越高，PCB导线已不 仅是器件的载体和互连工具，它应该必须起着传输高性能信号的角色， 将输出的信号完整、准确地传送到接收器件的输入端。于是原来简单的 导线，逐渐转变成高频类（射频类，Radio Frequency，R.F.）与高速 类（逻辑类，High Speed Logic，L.F.）用途复杂的传输线。一般当信 号频率达200～300MHZ以上时，对PCB线路的要求就会变得更加严格。
微带线（Microstrip）结构
4.在PCB表面，较容易受到干扰； 4.在PCB表面，较容易受到干扰； 5.可以高密度布线。 5.可以高密度布线。
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 常 常 用 用 特 特 性 性 阻 阻 抗 抗 模 模 块 块
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 磁场、静电场关系 磁场、静电场关系
磁场 静电场
注意：当电流流动时其磁场就产生 当有电压时其静电场就产生 Impedance_control
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗定义 特性阻抗定义
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗原则 特性阻抗原则
1.在数字信号于板子上传输时，印制板线路的特性阻抗值必须与 头尾元件的电子阻抗匹配，一旦Zo超出公差，所传输的信号能量 将出现反射（Reflection）、散射（Dissipation）、衰减 （Attenuation）或延误（Delay）等现象，严重影响信号完整性。 2.由于元件的电子阻抗越高时，其传输速率才越高，因而电路板 的特性阻抗值也要随之提高，才能与元件相匹配。 3.Zo值越高越好，但更加强调的是匹配。 4.射频通信用的PCB，除强调Zo外，有时更加强调板材本身具有 低的Er及低的Df（介质损耗角正切）。
在高频情况下，印制板上传输信号的铜导线可被视为由一串连等 效电阻、电感及一并联电容所组合而成的传导线路。而此等效电 阻在高频分析时小到可以忽略，因此我们在对一个印制板的信号 传输进行高频分析时，则只需考虑杂散分布的串连电感及并连电 容的效应。 特性阻抗：Zo =R+√L / C≈ √L / C 电子器件传输信号线中，其高频信号或电磁波传播时所遇到的阻力 称之为特性阻抗，它是电阻抗、电容抗、电感抗的一个矢量的和。 Zo=√L/ C （Ω、ohm） C:电 容（F） L:电 感（H）
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗用途 特性阻抗用途
典型的需要控制特性阻抗的印制线路板类型如下： 1.电信 2.高速的计算机板，包括PC和PCI总线板 3.雷达 4.军方应用 5.视频信号处理 6.真实的时间图像处理 7.许多家电也需要控制，MODEMS、无绳电话、模拟电视、DVD、CD及彩色 打印机等。
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广州杰赛科技股份有限公司印制电路分公司 特性阻抗测试 特性阻抗测试
时域反射器（TDR：Time Domain Reflectometry）:
测试印制电路板特性阻抗最常用的仪器，它允许阻抗随线路测 试的整个长度而改板，以快速上升时间的脉冲来模拟快速逻辑功能上 的测试。反射的电压可以表示出阻抗的变化，由此可以计算出线路上 的特性阻抗。目前国内PCB行业使用较多的是POLAR公司的特性阻抗测 试仪以及IPC-TM-650 2.5.5.7部分中规定的特性阻抗测试方法都是以 TDR为基础的。