為了防止信號反射回源點,需要進行阻抗匹配,一般在源端或負載端提供電阻,阻抗需與傳輸線特征阻抗一致才能更好的使輸出功率大,傳輸線特征阻抗怎么計算,阻抗匹配方式,畫電路PCB時要注意什么?
特征阻抗
信號沿傳輸線傳播過程當中,如果傳輸線上各處具有一致的信號傳播速度,并且單位長度上的電容也一樣,那么信號在傳播過程中總是看到完全一致的瞬間阻抗。由于在整個傳輸線上阻抗維持恒定不變,我們給出一個特定的名稱,來表示特定的傳輸線的這種特征或者是特性,稱之為該傳輸線的特征阻抗。特征阻抗是指信號沿傳輸線傳播時,信號看到的瞬間阻抗的值。特征阻抗與PCB導線所在的板層、PCB所用的材質(zhì)(介電常數(shù))、走線寬度、導線與平面的距離等因素有關(guān),與走線長度無關(guān)。特征阻抗可以使用軟件計算。高速PCB布線中,一般把數(shù)字信號的走線阻抗設計為50歐姆,這是個大約的數(shù)字。一般規(guī)定同軸電纜基帶50歐姆,頻帶75歐姆,對絞線(差分)為100歐姆。
源端串聯(lián)匹配:經(jīng)驗值33歐或22歐
終端并聯(lián)匹配:經(jīng)驗值100歐加串聯(lián)一個0.1uf電容
傳輸線的特征阻抗由傳輸線的截面形態(tài)和介質(zhì)特性所確定,不同類型的傳輸線有其相應的計算公式(可查相關(guān)資料)。此外,也可利用相關(guān)的輔助設計工具計算,實際中還需進行實測。
畫原理圖時只要標出相應的特征阻抗即可,PCB則需根據(jù)計算數(shù)據(jù)確定導線的寬度。
① 負載阻抗等于信源內(nèi)阻抗,即它們的模與輻角分別相等,這時在負載阻抗上可以得到無失真的電壓傳輸。
②負載阻抗等于信源內(nèi)阻抗的共軛值,即它們的模相等而輻角之和為零。這時在負載阻抗上可以得到最大功率。這種匹配條件稱為共軛匹配。如果信源內(nèi)阻抗和負載阻抗均為純阻性,則兩種匹配條件是等同的。
阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內(nèi)部阻抗互相適配,得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。對于不同特性的電路,匹配條件是不一樣的。在純電阻電路中,當負載電阻等于激勵源內(nèi)阻時,則輸出功率為最大,這種工作狀態(tài)稱為匹配,否則稱為失配。
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