在印制電路板中，導(dǎo)線和走線通常由銅制成，因?yàn)樗浅y以外電阻最小的元素。將歐姆表放在走線上，直流電阻幾乎可以忽略不計(jì)。

交流阻抗不能說相同。與電阻不同，阻抗是基于頻率的。所有導(dǎo)線和走線都會(huì)對(duì)來自任何驅(qū)動(dòng)器的電流產(chǎn)生至少某種阻抗。通常，對(duì)于信號(hào)而言，通常必須有相當(dāng)快的上升時(shí)間，以使走線阻抗成為問題，但重要的是要意識(shí)到走線阻抗存在并可能成為問題。

但是，為什么我們需要擔(dān)心走線阻抗呢？為什么存在并且可以控制它？如果您聽說過“受控阻抗”一詞，則您可能已經(jīng)知道可以控制阻抗了。但是要了解如何以及為什么，重要的一點(diǎn)是要了解走線阻抗的本質(zhì)。

跡線阻抗如何工作

每條走線都有一個(gè)很小的，幾乎無法區(qū)分的串聯(lián)電感，沿著走線分布，與走線的橫截面成反比關(guān)系。隨著上升時(shí)間的增加，最終的阻抗變得更加明顯。同樣，每個(gè)走線都具有沿著走線和返回路徑信號(hào)分布的電容，這是走線寬度和信號(hào)返回路徑與走線之間材料介電常數(shù)的函數(shù)。同樣，如果上升時(shí)間增加足夠多，則電流試圖流過該電容時(shí)產(chǎn)生的阻抗可能會(huì)很大。

您的驅(qū)動(dòng)程序?qū)⑺雄E線讀取為分布式LC電路，而跡線AC阻抗則來自此分布式LC電路。這被認(rèn)為是不受控制的阻抗。我們不努力設(shè)計(jì)走線環(huán)境以解決該阻抗問題，從而使電感和電容隨走線的變化而變化。由于最終的阻抗通常對(duì)操作沒有影響，因此無需浪費(fèi)時(shí)間或金錢來設(shè)計(jì)控制方式。

控制阻抗

但是，如果我們擔(dān)心阻抗對(duì)操作的影響，該怎么辦？我們可以設(shè)計(jì)一條走線看起來像傳輸線的電路板，通過將其端接在其特征阻抗中來避免反射。設(shè)計(jì)受控阻抗電路如何工作？

當(dāng)我們控制阻抗時(shí)，我們要確保沿著走線的每個(gè)點(diǎn)處的阻抗是恒定的，而不是像正常的不受控制的阻抗情況一樣，一點(diǎn)到點(diǎn)地變化。為了控制阻抗，我們需要控制電路幾何形狀的三個(gè)特征：走線的寬度，信號(hào)返回路徑和信號(hào)走線之間的間距以及走線周圍材料的介電系數(shù)。您可能還需要解決走線的厚度。例如，同軸電纜是受控阻抗傳輸線。

您可以更改這些幾何特征，只要您根據(jù)需要更改其他特征即可保持阻抗不變，因此這些方面之間的關(guān)系不會(huì)改變并且阻抗保持恒定。

PCB走線阻抗公式

為了制造阻抗受控的印刷電路板，必須能夠測量阻抗。計(jì)算走線阻抗的最佳方法是使用走線阻抗計(jì)算器。您可以在線或在CAD軟件中找到走線阻抗計(jì)算器。確定阻抗時(shí)需要考慮幾個(gè)參數(shù)，包括：

l走線寬度

l痕跡厚度

l層壓板厚度

l介電厚度

l銅重量

一旦計(jì)算了所有相關(guān)參數(shù)，就可以調(diào)整以上所有參數(shù)（通常是走線寬度）以達(dá)到所需的阻抗。一旦認(rèn)為阻抗處于可接受的范圍內(nèi)，就可以使用同一面板上同時(shí)制造的測試樣片來測試電路板的有效性，因此可以獲得良好的阻抗額定值，而又不會(huì)面臨訪問實(shí)際電路板上走線的挑戰(zhàn)。測試試樣的走線應(yīng)與電路板走線相同，以便進(jìn)行準(zhǔn)確的測試。

通常，制造商會(huì)在生產(chǎn)面板的任一端上構(gòu)建測試樣板，以便通過測試兩個(gè)樣板，您可以獲得非?？煽康淖杩棺x數(shù)，而不會(huì)損壞電路板。測試人員使用時(shí)域反射儀（TDR）或網(wǎng)絡(luò)分析儀測量阻抗。

可以使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，實(shí)驗(yàn)室時(shí)域反射儀（TDR）或采用TDR技術(shù)的受控阻抗測試系統(tǒng)來測量阻抗。具有控制阻抗測試系統(tǒng)實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的工程師將運(yùn)行阻抗測試，以確保高質(zhì)量的結(jié)果。