前文介紹了PCB設(shè)計指南、高效PCB走線布局設(shè)計、PCB電路板布局規(guī)則等等相關(guān)技術(shù)，本文會講解在高速PCB電路板設(shè)計中為什么需要控制阻抗匹配，阻抗匹配是什么？阻抗有什么類型？影響PCB設(shè)計阻抗有哪些因素？
正確調(diào)整信號源的輸出阻抗和負載阻抗，調(diào)整負載功率，抑制信號反射。其目的是確保信號或能量能夠有效地從信號源傳輸?shù)截撦d。
在低速PCB中可不使用電阻匹配，但在設(shè)計高速PCB時必須提供完整、可靠、準(zhǔn)確、無干擾、無噪聲的傳輸信號。因此，有必要確保PCB電路的特性反映在傳輸過程中，信號完整，傳輸損耗低，起到匹配阻抗的作用。如果關(guān)鍵信號與電阻不匹配，則可能導(dǎo)致信號反射、反彈、丟失等。
1、通過改變介質(zhì)的厚度，阻抗的大小也會改變，介質(zhì)的厚度是與阻抗成正比的；不同的半固化板具有不同的膠含量和厚度。壓縮厚度取決于壓力機布局和壓板程序；對于所用的任何材料，都需要獲得能產(chǎn)生的絕緣層厚度，以便于計算，而工程設(shè)計、壓板控制、材料公差是調(diào)節(jié)介質(zhì)厚度的關(guān)鍵。
圖一介質(zhì)厚度
2、T-線寬，增加線寬可減小阻抗，減小線寬可增大阻抗。為了更好地滿足阻抗測試線的要求，需要±10%的公差來控制線寬。阻抗測試線的擊穿影響整個測試波形，其單點電阻高，導(dǎo)致整個波形不對齊，不允許有阻抗線，擊穿不超過10%。線寬主要受刻蝕控制。為保證線寬，應(yīng)根據(jù)刻蝕、光刻誤差、圖形剪切誤差和技術(shù)底片補償技術(shù)，滿足線寬要求。
圖二線寬
3、銅越厚、導(dǎo)線越細，阻抗越大；導(dǎo)線越粗，阻抗越小。導(dǎo)線的厚度可以通過樣品電鍍或選擇具有適當(dāng)厚度的基板來控制。銅厚度應(yīng)控制均勻。在細線和絕緣線板上添加旁路塊，以平衡電流，避免線路上的銅厚度不均勻，影響阻抗，并使CS和SS表面上的銅分布不均勻。為了在兩側(cè)實現(xiàn)均勻的銅厚度，必須將板拉過。
圖三銅厚
4、Er-介電常數(shù)，不同的板子材料介電常數(shù)是有區(qū)別的，常見的板子材料有紙基板、環(huán)氧玻纖布基板（FR4比較常用）、復(fù)合基板，常用的就是FR4，這種材料的Er特性是隨著加載頻率的不同變化而變化，在使用頻率為1GHZ以下認為4.2左右，1.5-2.0GHZ的使用頻率下會有所下降，故在實際應(yīng)用時需要注意產(chǎn)品的使用頻率。
圖四介電常數(shù)示意圖
5、電阻焊厚度、壓力電阻焊降低了外層阻抗。在正常情況下，電阻焊打印一次可以使單端減少2歐姆，差分減少8歐姆。打印兩次的減少值是打印一次的兩倍。如果打印三次以上，阻抗值不會改變。
圖五阻焊厚度示意圖
第一個是一個單線的微帶線，第二個是差分的帶狀線，當(dāng)然微帶線也可以有差分，帶狀線也可以有單端。
在多層板中，單向和微分導(dǎo)線是指相鄰的層。需要注意的是，RF線處理被稱為中間層，提供最佳RF天線寬度以實現(xiàn)最佳性能。所謂并聯(lián)電阻是指需要電阻匹配的單向或多方向線路，通常在信號線兩側(cè)包含銅板，以實現(xiàn)電阻匹配的目標(biāo)。如圖：
圖六多層板單端阻抗
圖七多層板差分阻抗
圖八射頻單端阻抗的隔層參考處理
不同信號的阻抗值不同，例如90Ω、100Ω、120Ω等。不是所有的線都有阻抗匹配的要求。通用USB2.0需要90Ω阻抗、HDMI、USB3.0、MIPI、100兆端口、千兆端口和其他控制，通常為100Ω阻抗、RS422為120Ω。單極線通常是50Ω的反電阻，理想模型下是50Ω。然而，事實上全源極電阻不是50Ω，負載連接電阻也不是50Ω。此時，需要幾個電阻觸點，適當(dāng)?shù)碾娐酚呻姼泻碗娙萁M成。同時，我們需要使用電容器和電感器來調(diào)試電阻調(diào)諧電路，以實現(xiàn)最佳的RF特性。
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