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什么是传输线的特性阻抗,并联谐振电路的特性阻抗

时间:2023-05-04 11:13:37 阅读:170187 作者:3092

作为前言(唠叨几句)硬件工程师,在设计PCB时不可避免地会遇到阻抗匹配的设计电路。 即使没有设计过需要阻抗匹配的电路,您也一定听说过阻抗匹配这个名词。

阻抗匹配是什么东西,为什么要进行阻抗匹配? 在进行阻抗匹配之前,需要知道哪些基本常识,哪些因素可以进行阻抗匹配,需要逐步了解消化。

首先,阻抗匹配是PCB板的3358www.Sina.com/的传输线(此时已经再是普通的信号线,应该叫传输线)

记住! 记住! 记住!特性阻抗。

不是我们通常理解的那种纯粹的电阻本身的阻抗,而是和我们理解的电阻的电阻值半值的关系。 既然说特性阻抗,就和普通电阻的电阻值有区别,否则,为什么不直接称为传输线路的电阻值,而填入特性阻抗 !!!特性阻抗 !!!特性阻抗 !!!这两个字呢?

再唠叨一会儿。

所以,请记住特性阻抗和平时我们理解的电阻值没有任何关系。 很明显是两个东西。 理解这个很简单。 举个栗子吧! 您知道市场上销售的50欧姆同轴电缆吧。 我明白特性阻抗和电阻值是一回事,但我认为如果用万用表测量同轴电缆两端的话,电阻值应该是50欧姆。 但是,1米同轴电缆和100米同轴电缆的实际测量处理的电阻值肯定不同。 即使是1000000米的同轴电缆也称为50欧姆的同轴电缆。 但是,实际使用万用表测量的电阻值,无论是1米的、100米的、还是10000000米的50欧姆同轴电缆,实际使用万用表测量的电阻值都与50欧姆不同,令人怨恨。 至少这三种长度的同轴电缆的电阻值一定不同,为什么叫50欧姆的同轴电缆呢?

这是因为,这条同轴电缆的特性阻抗为50欧姆,与我们理解的特性阻抗没有半值关系。

在了解应该事先了解的名词特性阻抗之前,先了解一下相关名词吧。

阻值在我们平时接触到的高频和射频电路的设计中,连接PCB信号的电缆(Trace )已经不能算是信号线了。 应该叫传输线。

如果线路上的信号从源到端的往返时间大于信号的上升时间,则此时承载信号的铜箔线不能称为信号线,而应该称为传输线。 信号线不需要进行特性阻抗匹配,考虑到传输线进行特性阻抗匹配,需要减少由信号传输中的反射引起的波形失真的程度。

传输线传输线阻抗匹配(特性阻抗匹配)为什么需要考虑特性阻抗匹配呢? 当然,这是为了保证信号波形的完整性,以便在信号传输中能够被信号终端正确检测。 信号从源端出发,经过信号源的内阻、传输线、终端三部分。 每个部分都有自己的特性阻抗值,当信号通过具有不同特性阻抗值的介质时,会发生能量的反射。 就像光从空气进入水中或从水中进入空气一样,必须在接触表面反射。 结果,能量变得不稳定,特性阻抗急剧变化时信号波形变得不稳定,容易引起信号定时、电平等参数的不稳定化,无法进行正确的信号检测。

吃栗子吧! 虽然擦了隔壁房间的WIFI,但是因为中间有墙壁,所以接收到的WIFI信号变弱。 信号被墙壁反射后返回大部分,只有少量的WIFI信号通过墙壁来到手机。 结果,互联网的速度变慢,互联网的信号质量变差。 怎么解决? 当然要按墙壁,让WIFI信号直接从无线路由器出发,通过空气,来到你的手机上。 这是进行特性阻抗匹配的方法。

保持传输线路上信号的介质的特性阻抗的匹配性。

因此,为了获得特性阻抗的匹配,将两种介质的特性阻抗调整为微小的差,减少反射量,提高信号质量。

特性阻抗首先,确定传输线的特性阻抗的主要因素如下。

1、PCB上的走线线宽(这可以在电路板设计时决定)、铜箔厚度)加工时要求加工厂);

2、介质厚度、介电常数; (通常由基板板材决定,但我们接触最多的是FR4板材);

3、阻焊油墨厚度等其他乱七八糟的因素不是我们设计电路板时主要考虑的参数。

在以上三点上,我们最重要的是理解要素1、2。

请记住,特性阻抗与传输线的长度一点关系也没有。

进行电路板传输线特性阻抗匹配时,通过相关仿真软件进行计算。 提前与加工厂联系,确定板材介电常数等参数,然后将铜厚、介质厚度、介电常数、叠层设计等参数输入仿真软件,即可估算出大部分来信情况

号层进行 50欧姆特性阻抗匹配时,需要多大的线宽。依照此线宽进行布线就可以。

当然这只是在布线前进行的初步估算,实际PCB加工时,加工厂会根据自己的工艺,板材参数,铜箔参数再进行微调。从而达到你所要求的 特性阻抗值。

 

我也就理解这么多,有不对的地方,还希望大神批评指正。

另外最近看到一个比较靠谱的博客,里面有很多关于高频电路设计 SI/PI 的相关文章,有兴趣的可以去看看。链接:

https://www.mr-wu.cn/

 

 

 

 

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