對(duì)于模擬或高頻數(shù)字電路，確保在PCB板上傳播的信號(hào)的完整性至關(guān)重要。實(shí)際上，高于100 MHz的信號(hào)會(huì)受到導(dǎo)體走線的阻抗的影響，如果不加以適當(dāng)考慮，則會(huì)導(dǎo)致不便的錯(cuò)誤，并且特別難以分析。幸運(yùn)的是，阻抗控制使PCB設(shè)計(jì)人員和制造商可以管理這種現(xiàn)象。

什么是阻抗？

阻抗測(cè)量交流電流過(guò)電路時(shí)的電阻。它是高頻電路的電容和感應(yīng)的結(jié)合。像電阻一樣，阻抗的單位是歐姆。但是，由于電阻是直流電的特性，因此請(qǐng)勿混淆這兩個(gè)值。當(dāng)信號(hào)從具有一定阻抗的一根導(dǎo)體傳遞到具有相同阻抗的另一根導(dǎo)體時(shí)，信號(hào)將以最佳方式傳輸。相反，以不同的阻抗發(fā)生反射和衰減，這導(dǎo)致信號(hào)劣化。

阻抗如何測(cè)量？

通常，磁道的阻抗在25到125歐姆之間，并且取決于以下因素：

• 銅走線的寬度和厚度

• 信號(hào)通過(guò)通孔

• 導(dǎo)體軌道兩側(cè)的芯材或預(yù)浸料的厚度

• 芯和預(yù)浸料的介電常數(shù)

• 距參考銅平面的距離

• 有無(wú)阻焊層

因此，電路板設(shè)計(jì)者必須確保在選擇高頻信號(hào)時(shí)通過(guò)選擇導(dǎo)體走線和疊層來(lái)實(shí)現(xiàn)具有一定容差的阻抗目標(biāo)值。最先進(jìn)的電子CAD軟件會(huì)自動(dòng)執(zhí)行這些計(jì)算。

什么是阻抗控制？

阻抗控制包括測(cè)量電路板制造過(guò)程中某些導(dǎo)電路徑的阻抗，并確保其在設(shè)計(jì)人員傳達(dá)的限制范圍內(nèi)。這種技術(shù)很昂貴，但是自2000年代初以來(lái)，隨著電子元件頻率的不斷提高，它已成為社會(huì)上可接受的技術(shù)。例如，在以下產(chǎn)品中使用它：

• 模擬和數(shù)字電信

• 視頻信號(hào)處理

• 互聯(lián)網(wǎng)盒，電視，GPS，視頻游戲，數(shù)碼相機(jī)

• 電腦，平板電腦，手機(jī)

• 電機(jī)控制模塊

電路板上的阻抗控制用于什么？

當(dāng)信號(hào)必須具有一定的阻抗才能正常工作時(shí)，應(yīng)首選受控阻抗。在高頻應(yīng)用中，必須在整個(gè)電路板上保持恒定的阻抗，以確保所傳輸數(shù)據(jù)的完整性和信號(hào)的清晰度。導(dǎo)體路徑越長(zhǎng)或頻率越高，則需要進(jìn)行更多的調(diào)整。在此級(jí)別上缺乏嚴(yán)格性可能會(huì)增加電子設(shè)備或電路的切換時(shí)間，并導(dǎo)致意外錯(cuò)誤。

在將元件組裝到電路上之后，很難分析不受控制的阻抗。根據(jù)批次，組件具有不同的公差范圍。此外，它們的特性會(huì)受到溫度波動(dòng)的影響，這可能導(dǎo)致故障。在這種情況下，乍一看，更換組件似乎是解決方案，但實(shí)際上是導(dǎo)體走線的阻抗不足是問(wèn)題所在。

因此，在PCB設(shè)計(jì)時(shí)，必須事先檢查導(dǎo)體走線的阻抗及其公差。設(shè)計(jì)人員必須與制造商合作，以確保組件值符合要求。