信号完整性：特性阻抗

易阳

信号完整性：特性阻抗

时间:2009-04-16 20:28来源:未知 作者:于博士

当信号在传输线上传播时，信号感受到的瞬态阻抗与单位长度电容和材料的介电常数有关，可表示为 。如果PCB上线条的厚度和宽度不变，并且走线和返回平面间距离不变，
那么信号感受到的瞬态阻抗就不变，传输线是均匀的。对于均匀传输线，恒定的瞬态阻抗说明了传输线的特性，称为特性阻抗。

如果PCB上线条的厚度增大或者宽度增加，单位长度电容增加，特性阻抗就变小。同样，走线和返回平面间距离减小，电容增大，特性阻抗也减小。

一个很重要的特性阻抗就是自由空间的特性阻抗，也叫自由空间的波阻抗，在EMC中非常重要。自由空间特性阻抗为 file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image002.gif。
对于常见的FR4板材的PCB板上，file:///C:\Users\ADMINI~1\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image003.gif特性阻抗的典型结构如图所示。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。

图1

FR4板材的PCB板上，特性阻抗传输线另一个特性是：

单位长度电容=3.3pF/in

单位长度电容=8.3nH/in

         

图2

了解这些特殊的特性阻抗，对于设计电路板有一定的参考意义，能让我们在制作电路前有个直觉的认识。

精确地特性阻抗计算需要用场求解器。推荐用Polar Instruments的SI9000软件，大名鼎鼎，绝对精品。