特性阻抗的電路板的設計
特性阻抗:電路板業界中,一般脫口而出的“阻抗控制”,嚴格來講并不正確,專業性的說法應該是“特性阻抗控制”(Characteristic Impedance Control)才對。因為計算機類PCB線路中所“流通”的“東西”并不是電流,而是針對方波訊號或脈沖在能量上的傳輸。此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻抗”,代表符號是Zo 。計算公式:電子機械傳輸信號線中,其高頻信號或電磁波傳播過程中所遇到的阻力稱為“特性阻抗”(電阻抗、電容抗、電感抗的綜合作用),減而言之,即用來評估線路的均勻性、介質層厚度的均勻性。與電感、電容的關系為:
式中L為電感值,C為電容值.不過Zo的單位還是"歐姆".可見俗稱的"阻抗控制",實際上根本不是針對交流電“阻抗”所進行的“控制”
阻抗控制(Impedance Control):指在一高頻訊號之下,某一線路層(Signal Layer)對其相關層(Reference Plane通常指最接近之接地層),其訊號在傳輸中產生的“阻力”須控制在一額定范圍內,方可保證訊號在傳輸過程中不失真。
影響阻抗值的主要因素
關系比(由大到小排列)
阻抗 類型 | 影響主要因素 | 代碼 | 與阻抗值 關系 | 備注 |
單端阻抗/差分阻抗 | 介質層 厚度 | H | 正比 | 信號層與地層間的介質層厚度 |
介電常數 | Er | 反比 | 介質層之介電常數,根據PP材料供應商有所不同。 | |
阻抗線寬度 | W | 反比 | ||
差動阻抗線距 | S | 正比 | ||
銅厚 | T | 反比 | 被蝕刻層銅厚(基銅+Ⅰ銅) | |
阻焊層 厚度 | C | 反比 | ||
介電常數 | CEr | 反比 | 阻焊油墨之介電常數(通常取4.3),根據油墨型號(供應商)確定。 |
各參數示意圖如下: