控制阻抗簡介

    隨著 PCB 信號切換速度不斷增長，當今的 PCB 設計廠商需要理解和控制 PCB 線路的阻抗。相應于現代數位電路較短的信號傳輸時間和較高的時鐘速率，PCB 線路不再是簡單的連接，而是傳輸線路。

什么是控制阻抗？

    可能 常見的控制阻抗元件例子是連接無線設備或電視接收天線的饋線。天線饋線通常使用"扁平雙纜"的纜線形式（一般隨 VHF 廣播接收器提供）或低衰減的同軸電纜。無論採用哪一種形式，饋線的阻抗都是由物理尺寸和纜線材質控制的。

您可以將 PCB 線路當做較短的纜線，精準的說，就是連接按裝於電路板上的各裝置，其中的 PCB 線路類似同軸電纜內部的導體，承載信號並與其返回路徑（本例中是接地層）藉由線路板材作絕緣。在微波傳輸帶配置下，這一情況如圖 1 中的微條型之切片顯示所示。

線路寬度 W 和 W1、厚度 T 和板材高度 H 以及介電常數 Er 都必須嚴格控制。表面上的焊點將略微減小，阻抗因此經常採用如圖 2 顯示的更加容?A測的條線型配置。

為什么需要控制阻抗？

接收天線擁有自然的或特性阻抗，電子理論表明?了使天線將 大的功率傳輸給接收器（確保電子信號的完整性），饋線和接收器的阻抗都應該和天線相匹配。換而言之，在信號從其來源到目標的傳輸過程中，信號應呈現於固定的阻抗上。如果出現不匹配的情況，則將只能發送部分信號，其餘的信號將被反射回到信號源（使信號減弱）。纜線設計廠商因此要特別確保線纜長度和材質特性的精度和一致性。於較高的信號切換速度，必須考慮纜線的電子特性，例如電容和電感，而且也不能將纜線視為簡單的導線。設計用於高速信號的纜線時考慮了這些因素時之線纜應該稱為傳輸線路。

PCB 上的控制阻抗

同樣，隨著 PCB 上的信號切換速度的不斷增長，承載信號的線路之電子特性將變得愈加重要。PCB 線路的阻抗由以下因素控制

• 結構
• 尺寸（線路寬度和厚度、板材的高度）
• 板材質的介電常數

在纜線時，當信號遇到由材質或幾何尺寸上的改變引起的阻抗變化時，部分信號將被反射回去，部分信號被傳送到目標。這些反射可能導致信號失常，進而降低電路的性能（例如低增益、雜訊和隨機錯誤。）線路板設計廠商在實際中將指定線路板線路的阻抗值和誤差，並依靠 PCB 製造商來遵循相應的規範。

測試PCB

大部分控制阻抗的 PCB 要經歷 的測試。但是，對於不容易檢測到的 PCB 線路來說則比較困難。此外，線路可能很短，並且可能括許多分支，要精確地測試阻抗非常困難。出於測試目的添加額外的線路將會影響性能並佔用線路板空間。PCB 測試因此通常在集成到 PCB 面板上的一兩個測試樣板上執行，而不是在 PCB 本身之上。樣板具有和主 PCB 相同的板層和線路構造，同時和 PCB 的阻抗相同，這是非常精確的。進而測試試樣就足以確定線路板的阻抗是否正確了。

測量控制阻抗

阻抗測量通常使用時域反射計 (TDR) 來完成。TDR 通過控制阻抗的導線和探棒至樣板送出快速電壓脈波。脈衝波形中的任何反射都將顯示在 TDR 上，並且表示阻抗值的變化（稱?不連續性。）TDR 可以表明不連續性的位置和幅度。使用適當的軟體，TDR 可以繪製樣板之測試線路長度上的阻抗曲線。所生成的線路特性阻抗的圖形，表示將允許在生產環境中執行此前所述的複雜測量 。