阻抗设计01
一、特性阻抗的定義:
? ? ? 特性阻抗:又稱為“特征阻抗”,它不是直流阻抗,屬于長(zhǎng)線傳輸中的概念。在高頻范圍內(nèi),信號(hào)傳輸過程中,信號(hào)沿到達(dá)的地方,信號(hào)線和參考平面(電源或地平面)間由于電場(chǎng)的建立,會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流,如果傳輸線是各向同性的,那么只要信號(hào)在傳輸,就始終存在一個(gè)瞬間電流? I,而如果信號(hào)的輸出電平為V,在信號(hào)傳輸過程中,傳輸線就會(huì)等效成一個(gè)電阻,大小為V/I,把這個(gè)等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗Z。信號(hào)在傳輸?shù)倪^程中,如果傳輸路徑上的特性阻抗發(fā)生變化,信號(hào)就會(huì)在阻抗不連續(xù)的結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反射,影響特性阻抗的因素有:a、介電常數(shù)? ?b、介質(zhì)厚度? c、線寬? ? d、銅箔厚度
二、控制阻抗的目的:
? ? ? 隨著信號(hào)傳送速度迅猛的提高和高頻電路的廣泛應(yīng)用,對(duì)印刷電路板也提出了更高的要求,印刷電路板提供的電路性能必須能夠使信號(hào)在傳輸過程中不發(fā)生發(fā)射現(xiàn)象,信號(hào)保持完整,降低傳輸損耗,起到匹配阻抗的作用,這樣才能得到完整、可靠、精確、無(wú)干擾、噪音的傳輸信號(hào)。
? ? ? 阻抗匹配在高頻設(shè)計(jì)中是很重要的,阻抗匹配與否關(guān)系到信號(hào)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。而阻抗匹配的目的主要在于傳輸線上所有高頻的微坡信號(hào)都能到達(dá)負(fù)載點(diǎn),不會(huì)有信號(hào)反射回源點(diǎn)。因此,在高頻信號(hào)傳輸?shù)膒cb板中,特性阻抗的控制非常重要。
三、計(jì)算阻抗需要的條件:
? ? ? a、板厚? ??
? ? ? b、層數(shù)
? ? ?c、基板材料
? ? ?d、表面工藝
? ? ?e、阻抗值
? ? ?f、阻抗公差
? ? g、銅厚
四、影響阻抗的因素:
? ? ?a、介質(zhì)厚度
? ? ?b、介電常數(shù)
? ? ?c、銅厚
? ? ?d、線寬
? ? ?e、線距
? ? ?f、阻焊厚度
注意:一般的話,介質(zhì)厚度、線距越大,阻抗值就越大;而介電常數(shù)、銅厚、線寬、阻焊厚度等越大,它的阻抗值就越小
① 介質(zhì)厚度 H 增加介質(zhì)厚度可以提高阻抗,降低介質(zhì)厚度可以減小阻抗;不同的半固化片 有不同的膠含量與厚度.其壓合后的厚度與壓機(jī)的平整性、壓板的程序有關(guān);對(duì) 所使用的任何一種板材,要取得其可生產(chǎn)的介質(zhì)層厚度,利于設(shè)計(jì)計(jì)算,而工程設(shè) 計(jì)、壓板控制、來(lái)料公差是介質(zhì)厚度控制的關(guān)鍵。 ② 線寬 W 增加線寬,可減小阻抗,減小線寬可增大阻抗。線寬的控制要求在+/-10% 的公差內(nèi),才能較好達(dá)到阻抗控制要求信號(hào)線的缺口影響整個(gè)測(cè)試波形,其單點(diǎn) 阻抗偏高,使其整個(gè)波形不平整,阻抗線不允許補(bǔ)線,其缺口不能超過10% 線寬主要是通過蝕刻控制來(lái)控制。為保證線寬,根據(jù)蝕刻側(cè)蝕量、光繪誤差、圖 形轉(zhuǎn)移誤差,對(duì)工程底片進(jìn)行工藝補(bǔ)償,達(dá)到線寬的要求。 ③ 銅厚 T 減小線厚可增大阻抗,增大線厚可減小阻抗;線厚可通過圖形電鍍或選用相 應(yīng)厚度的基材銅箔來(lái)控制。對(duì)銅厚的控制要求均勻,對(duì)細(xì)線、孤立的線的板加上 分流塊,其平衡電流,防止線上的銅厚不均,影響阻抗對(duì)cs與ss面銅分布極不均 的情況,要對(duì)板進(jìn)行交叉上板,來(lái)達(dá)到二面銅厚均勻的目的。 ④ 介電常數(shù) Er 增加介電常數(shù),可減小阻抗,減小介電常數(shù)可增大阻抗,介電常數(shù)主要是通 過材料來(lái)控制。不同板材其介電常數(shù)不一樣,其與所用的樹脂材料有關(guān):FR4 板 材其介電常數(shù)為 3.9—4.5,其會(huì)隨使用的頻率增加減小,聚四氟乙烯板材其介電 常數(shù)為 2.2—3.9 間要獲得高的信號(hào)傳輸要求高的阻抗值,從而要低的介電常數(shù)⑤ 阻焊厚度 印上阻焊會(huì)使外層阻抗減少。正常情況下印刷一遍阻焊可使單端下降2歐姆, 可使差分下降8歐姆,印刷2遍下降值為一遍時(shí)的2倍,當(dāng)印刷3次以上時(shí),阻抗值 不再變化。? ? ??
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