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凡亿专栏 | 高速PCB的阻抗设计工作原理详解
高速PCB的阻抗设计工作原理详解

高速PCB设计在当今的电子工程中扮演着至关重要的角色,但在高速信号传输中,阻抗设计是保证信号完整性和稳定性的重要环节,因此了解高速PCB设计的阻抗原理是很有必要的。

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1、阻抗的定义及类型

在高速PCB设计中,阻抗是指信号线和地平面之间的电阻、电感和电容之间的综合效应,阻抗通常用欧姆(Ω)表示,并由信号线的几何形状、介质常数和板层布局等因素决定,在高速PCB设计中,有三种阻抗需要考虑,分别是差分阻抗、单端阻抗和输入/输出(I/IO)阻抗、

差分阻抗是指差分对之间的阻抗,通常用微分电阻来表示,如,100Ω差分阻抗。单端阻抗是指单个信号线和地面之间的阻抗,通常用电阻或电容来表示,如50Ω的单端阻抗。I/O阻抗是指输入/输出端口的阻抗,通常与驱动器和接收器匹配,例如源/终端输入的50Ω或100Ω阻抗。

2、阻抗设计

在高速PCB设计中,阻抗的设计是为了确保信号传输的完整性和稳定性。对于差分信号和单端信号,工程师需要确保阻抗匹配,并使其保持稳定。当信号在PCB上传输时,信号会受到反射和干扰等影响,如果阻抗不匹配,信号会变形,导致通信错误。

阻抗匹配可以通过使用合适的线宽和间距来实现。线宽和间距的选择会影响阻抗,工程师需要使用计算工具来确定正确的线宽和间距。在选择线宽和间距时,工程师需要考虑板材的介电常数、板层布局和信号速度等因素。

对于I/O阻抗的设计,工程师需要使用驱动器和接收器来匹配阻抗。通常,驱动器和接收器都有指定的阻抗要求,工程师需要确保输入/输出端口的阻抗与驱动器和接收器的阻抗匹配,以确保信号的稳定传输。

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