電路設計 - PCB阻抗匹配的PCB設計技巧

阻抗匹配科技的研究 PCB設計, 阻抗匹配與訊號質量有關. 阻抗匹配科技可以說是豐富多彩的, 但是，如何在特定系統中更合理地應用它，需要衡量一些因素. 例如, 我們設計了許多在系統中使用串列匹配的源段.

當需要匹配時，為什麼使用這種方法？以何種方式。 例如：差异匹配多採用終端匹配； 時鐘採用信源段匹配； 串聯端子匹配的理論起點是，當信號源阻抗低於傳輸線的特性阻抗時，電阻器R在信號源和傳輸線之間串聯。 同時，使輸出阻抗大於源端和傳輸線的特性阻抗匹配，再次抑制從負載端反射的訊號。

訊號傳輸串聯端子匹配後，具有以下特點：

1：由於串聯匹配電阻器的影響，驅動訊號以50%的幅度傳輸到負載端。

2：負載端B訊號的反射係數接近+1，囙此反射訊號的幅度接近原始訊號幅度的50%。

3：反射訊號疊加在源端傳播的訊號上，以便在負載端接收的訊號幅度與原始訊號大致相同；

4：來自負載端的反射訊號傳播到源端，並在到達源端時被匹配電阻器吸收；

當E反射訊號到達源端時，源側驅動電流降至0，直到發送下一個訊號。

與並聯匹配相比，串聯匹配不需要訊號驅動器具有大電流驅動能力。 選擇串聯端子以匹配電阻值的原理很簡單，即匹配電阻值和驅動器的輸出阻抗之和等於傳輸線的特性阻抗。 理想訊號驅動器的輸出阻抗為零，而實際驅動器的輸出阻抗相對較小，當信號電平變化時，輸出阻抗可能不同。 例如，電源電壓為+4.5V CMOS驅動，低功耗時典型輸出阻抗為37Ω，高功率時典型輸出阻抗為45Ω[4]； TTL驅動和CMOS驅動，其輸出阻抗將隨著信號電平的變化而變化。

囙此，不可能為TTL或CMOS電路提供非常正確的匹配電阻，這只能在折衷方案中考慮。 鏈式拓撲的訊號網絡不適合與串聯終端匹配，所有負載必須連接到傳輸線的末端。 在一段時間內，負載結束時的訊號幅值為原始訊號幅值的一半。 顯然，訊號處於不確定的邏輯狀態，並且訊號的雜訊容限非常低。 串聯匹配是最常用的終端匹配方法。 它的優點是功耗低，驅動器上沒有額外的直流負載，訊號和地面之間沒有額外的阻抗，只需要一個電阻元件。

並聯終端匹配並聯終端匹配的理論起點是，當信號源的阻抗非常小時，通過新增並聯電阻，將負載端的輸入阻抗與傳輸線的特徵阻抗匹配，從而達到消除負載端反射的目的。

實現形式分為單電阻和雙電阻兩種形式。 並聯終端匹配訊號傳輸具有以下特點：驅動訊號以全幅值沿傳輸線近似傳播； 所有反射都被匹配電阻器吸收； 負載端接收到的訊號幅度與信號源發送的訊號幅度大致相同。 在實際電路系統中，晶片的輸入阻抗非常高，囙此對於單電阻形式，負載端的並聯電阻值必須類似或等於傳輸線的特性阻抗。 假設傳輸線的特性阻抗為50Ω，R值為50Ω。 如果訊號的高電平為5 V，則訊號的靜態電流將達到100 mA。

Becco使用典型TTL或CMOS電路的小驅動容量，在這些電路中很少發生這些電路的並行匹配。 兩個電阻器形式的並聯匹配（也稱為Davidnan端子匹配）需要比單電阻器形式更小的電流驅動能力。 這是因為兩個電阻器的並聯值與傳輸線的特性阻抗匹配，並且每個特性阻抗都大於傳輸線的特性阻抗。

考慮到晶片的驅動能力，兩個電阻值的選擇必須遵循3個原則：

1：兩個電阻器的並聯值等於傳輸線的特性阻抗；

2：連接到電源的電阻值不應太小，以避免通常的驅動電流過大，並避免低功率訊號；

3：接地電阻值不應太小，以避免在正常驅動電流下訊號過大。 並行終端匹配的優點是簡單可行。 明顯的缺點是它會帶來直流功耗：單個電阻器的直流功耗與訊號的占空比密切相關？ 無論訊號是高還是低，雙電阻模式都有直流功耗。 囙此，它不適用於具有高功耗要求的系統，例如電池供電系統。

此外, 由於一般TTL驅動能力，單電阻模式不使用CMOS系統, 而雙電阻模式需要兩個組件, 這需要 PCB板面積, 囙此，它不適用於高密度印刷電路板. 當然, 有：交流端子匹配, 二極體電壓鉗比特和其他匹配方法.

當PCB設計師將傳輸線本身的特性阻抗（Z0）設定為28歐姆時，終端管的接地電阻（Zt）也必須為28歐姆，以幫助傳輸線保持Z0，以便整個電路可以穩定在歐姆設計值。

只有當Z0=Zt匹配時，訊號傳輸才是最有效的，其“信號完整性”（信號完整性，特殊術語的訊號質量）也是最好的。

PCB特性 impedance (characteristic impedance) 4.1 當 signal is square wave, 當訊號線組合在傳輸線中時, 正電壓訊號的高運動位置為正向, then from its nearest reference layer (such as the ground layer) theoretically, the electrical field will pass through the accompanying The forward negative pressure signal (equal to the positive pressure signal reverse return path return path) to sense, so as to complete the overall loop (Loop) system. 如果“訊號”短到凍結其飛行時間, it can be imagined that it has been subjected to the instantaneous impedance value (instantaneous impedance) presented by the line, 介電層和參攷層, 這被稱為“特性阻抗”.

囙此，“特性阻抗”應與線寬（w）、線寬（t）、介電厚度（h）和介電常數有關。 nstant（DK）線路。