信號(hào)完整性之特性阻抗那些事兒

原文來(lái)自公眾號(hào)：工程師看海

我們經(jīng)常說(shuō)控制阻抗，這個(gè)阻抗是什么意思呢？

信號(hào)在傳輸線中，是一步一步向前走的，電磁場(chǎng)的建立也是需要一個(gè)過(guò)程的，信號(hào)不是一下子從發(fā)射端傳播到接收端。

信號(hào)線與信號(hào)線、信號(hào)線與參考平面之間充滿了分布電容與分布電感，或者說(shuō)寄生電容與寄生電感。信號(hào)每向前傳播一步都會(huì)遇到特定的電容參數(shù)與電感參數(shù)，這里我們引入兩個(gè)新的變量：“單位長(zhǎng)度電容C”與“單位長(zhǎng)度電感L”

如果一條傳輸線長(zhǎng)度為Z，那么它的總電容就是Z*C，單位長(zhǎng)度電容一般為幾pF；

同理，如果一條傳輸線長(zhǎng)度為Z，那么它的回路電感就是Z*L，單位長(zhǎng)度電感一般為幾nH。

信號(hào)每走一步都會(huì)遇到C和L，此時(shí)的阻抗定義為：

信號(hào)在傳輸線一步一步傳播的過(guò)程中會(huì)遇到不同的Z，如果傳輸線做的非常均勻，那么阻抗Z就處處相等，我們成這個(gè)處處都相等的阻抗為特性阻抗：

我至今還記憶猶新，當(dāng)初剛畢業(yè)時(shí)與面試官聊天，所有的問(wèn)題都答上來(lái)之后，面試官隨口問(wèn)了一句：“特性阻抗的計(jì)算公式是什么？”

我微笑著：“根號(hào)下L比C”。順利完成面試。

我們通常所說(shuō)的阻抗控制，就是為了讓傳輸線盡量均勻，減小反射，控的就是特性阻抗。

由上面介紹可以知道，特性阻抗的概念是基于兩個(gè)及以上的導(dǎo)體，因此需要有良好且完整的參考平面作為回流路徑，我們要避免參考平面被割裂出現(xiàn)跨分割，這可能會(huì)導(dǎo)致阻抗不連續(xù)，出現(xiàn)反射。

這就好比是你在路面上騎車(chē)，路面越平，騎的就越快；如果路面有點(diǎn)小坑，就會(huì)很顛簸，速度就會(huì)降下來(lái)；所有對(duì)于高速信號(hào)，良好的阻抗控制至關(guān)重要。

審核編輯黃宇