succam相关书面教材阻抗设计教才.pdf

起点CAM 培训教材系列之阻抗教材 ： Q 群：215621679 电话： 景工 1、目的 规范阻抗设计步骤、影响阻抗值的参数、Polar 软件的使用方法，确保设计出的阻 抗模块既易于生产过程 、又能满足客户的阻抗要求，以求得用最经济、实用的方法、 在最短的时间内设计出最稳定、最合理的阻抗。 2、阻抗原理： 2.1 定义： 2.1.1、导线中所传导者为直流电(D.C.)时,所受到的阻力成为电阻(Resistance),代表符号为 R, R U I / 数值单位为 欧姆”(OHM, Ω),其与电压电流相关的欧姆定律公式为: 2.1.2、导线中所传导者为交流电(A.C.)时,所遭遇的阻力称为阻抗(Impedance),代表符号为 Z, 单位还是 欧姆”(OHM, Ω),其与电阻, 电感, 电容相关的公式为: 2 2 Z R XL XC( + ) 2.1.3、电路板业界中,一般脱口而出的 阻抗 ”,严格来讲并不正确,专业性的说法应该是 特性阻抗 ”(Characteristic Impedance Control)才对。因为计算机类 PCB 线路中所 流通” 的 东西”并不是电流,而是针对方波讯号或脉冲在能量上的传输。此种 讯号”传输时所受到的 阻力”另称为 特性阻抗”,代表符号是 Zo 。计算公式: Zo L/C 式中 L 为电感值,C 为电容值.不过 Zo 的单位还是欧姆.可见俗称的阻抗 ,实际上根本 不是针对交流电阻抗所进行的 2.1.4、阻抗 (Impedance Control):指在一高频讯号之下,某一线路层(Signal Layer)对其相关 层(Reference Plane 通常指最接近之接地层),其讯号在传输中产生的 阻力 须 在一额定范 围内,方可保证讯号在传输过程中不失真。 2.2 讯号传输与传输线 2.2.1、传输线的定义: 由电磁波的学理可知,波长( λ)愈短时,频率(ƒ)愈高,二者乘积即为光速( 以C 表示),其数学关系 式如下,又如某电磁波讯号在系统中传播之时锺频率高达 300MHZ 时,其波长可计算如下: 10 3 10 / ecs c cm l l l 100cm 8 1 f 3 10 sec 由 IPC-2 141 在 3.4.4 节中说明, 『凡讯号在导线中 传播”时,若该导线之长度接近讯号波长的 1/7 时,则该导线即应被视为传输线』，亦有文献认为此经验值为 1/ 10。 2.2.2、传输速率与介质常数 由电磁波理论可知,讯号在介质中的传输速度(Vp)与光速成正比,与其介质常数成反比,即: c V P e r 在电路板中,不同的板材有不同的介质常数,若 PCB 上的导线被视为 传输线”时,其讯号传播 速度将大受板材عr 影响。我们常用的 FR-4 板材,在 30MHZ 之频率下测量时,所得相对透电率 (介电常数عr)为 4.1, 其讯号线传输速度为: c 8 V 5.82 / in ecn s [ns ec為納秒, 10即 sec] P 4.1 因此为了传输速率越高，就必须采用