什么是迹线阻抗？

在印刷电路板中，电线和走线通常由铜制成，因为它是除银之外电阻最小的元素。将欧姆表放在走线上，直流电阻几乎可以忽略不计。

交流阻抗则不能这样说。与电阻不同，阻抗是基于频率的。所有电线和走线都会对来自任何驱动器的电流产生至少一些阻抗。虽然通常您的信号必须有一个相当快的上升时间才能使走线阻抗成为问题，但重要的是您要意识到走线阻抗存在并且可能成为问题。

但是为什么我们需要担心走线阻抗呢？它为什么存在，是否有可能控制它？如果您听说过“受控阻抗”一词，您可能已经意识到可以控制阻抗。但是要了解如何以及为什么，重要的是要了解一点走线阻抗的性质。

走线阻抗的工作原理

每条迹线都有一个很小的、几乎无法区分的串联电感，沿着迹线分布，与迹线的横截面成反比关系。随着上升时间的增加，产生的阻抗变得更加明显。同理，每条迹线都具有沿迹线和返回路径信号分布的电容，该电容是迹线宽度和信号返回路径和迹线之间材料的电介质的函数。同样，如果上升时间增加得足够多，电流试图流过该电容时产生的阻抗可能会很大。

您的驱动程序将所有迹线读取为分布式 LC 电路，并且您的迹线交流阻抗来自该分布式 LC 电路。这被认为是不受控制的阻抗。我们不努力设计走线环境来考虑这种阻抗，从而允许电感和电容随走线的变化而变化。由于产生的阻抗通常对操作没有影响，因此无需浪费时间或金钱来设计控制它的方法。

受控阻抗

但是，如果我们担心阻抗对我们的操作的影响呢？我们可以设计一个走线看起来像传输线的电路板，通过终止它的特性阻抗来避免反射。受控阻抗电路是如何设计的？

当我们控制阻抗时，我们确保沿迹线的每个点的阻抗是恒定的，而不是像在正常不受控制的阻抗情况下那样从点到点变化。为了控制阻抗，我们需要控制电路几何结构的三个特征：走线的宽度、信号返回路径和信号走线之间的间距以及走线周围材料的介电系数。您可能还想解决走线的厚度问题。例如，同轴电缆是一种受控阻抗的传输线。

您可以更改这些几何特征并保持受控阻抗，只要您根据需要更改其他特征，这样这些方面之间的关系不会改变并且阻抗保持不变。

如何确定 Pcb 走线阻抗

要制造受控阻抗印刷电路板，必须能够测量阻抗。计算走线阻抗的最佳方法是使用走线阻抗计算器。您可以在线或在 CAD 软件中找到迹线阻抗计算器。确定阻抗时需要考虑几个参数，包括：

• 走线宽度
• 走线厚度
• 层压厚度
• 介电厚度
• 铜重量

计算完所有相关参数后，您可以调整以上所有参数（通常是走线宽度）以达到您正在寻找的阻抗。一旦您认为自己处于可接受的阻抗，您就可以同时使用在同一面板上制造的测试试样来测试电路板的有效性，这样您就可以获得良好的阻抗额定值，而无需访问实际电路板上的走线。为了得到准确的测试，测试片的走线应该与电路板的走线相同。

通常，制造商会在生产面板的任一端制作测试试样，以便通过测试这两个试样，您可以获得非常可靠的阻抗读数，而不会损坏电路板。测试人员使用时域反射仪 (TDR) 或网络分析仪测量阻抗。

可以使用网络分析仪、实验室时域反射仪 (TDR) 或采用 TDR 技术的受控阻抗测试系统来测量阻抗。使用受控阻抗测试系统的工程师将运行阻抗测试以确保高质量的结果。

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