PCB设计中的阻抗匹配与0欧电阻

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PCB设计中阻抗匹配与0欧电阻

谈谈嵌入式系统PCB 设计中的阻抗般配与0 欧电阻1、阻抗般配阻抗般配是指信号源也许传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。

依照接入方式阻抗般配有串行和并行两种方式；依照信号源频率阻抗般配可分为低频和高频两种。

〔1〕高频信号一般使用串行阻抗般配。

串行电阻的阻值为20~75Ω，阻值大小与信号频率成正比，与PCB 走线宽度和长度成反比。

在嵌入式系统中，一般频率大于20M 的信号PCB走线长度大于5cm时都要加串行般配电阻，比方系统中的时钟信号、数据和地址总线信号等。

串行般配电阻的作用有两个：◆ 减少高频噪声以及边沿过冲。

若是一个信号的边沿特别陡峭，那么含有大量的高频成分，将会辐射搅乱，其他，也简单产生过冲。

串通电阻与信号线的分布电容以及负载输入电容等形成一个 RC电路，这样就会降低信号边沿的陡峭程度。

◆ 减少高频反射以及自激振荡。

当信号的频率很高时，那么信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比较时，反射信号叠加在原信号大将会改变原信号的形状。

若是传输线的特色阻抗跟负载阻抗不相等〔即不般配〕时，在负载端就会产生反射，造成自激振荡。

PCB板内走线的低频信号直接连通即可，一般不需要加串行匹配电阻。

〔 2〕并行阻抗般配又叫“终端阻抗般配〞，一般用在输入 / 输出接口端，主要指与传输电缆的阻抗般配。

比方， LVDS与 RS422/485 使用 5 类双绞线的输入端般配电阻为 100~120Ω；视频信号使用同轴电缆的般配电阻为 75Ω或 50Ω、使用篇平电缆为 300Ω。

并行般配电阻的阻值与传输电缆的介质有关，与长度没关，其主要作用也是防范信号反射、减少自激振荡。

值得一提的是，阻抗般配可以提高系统的 EMI 性能。

其他，解决阻抗般配除了使用串 / 并联电阻外，还可使用变压器来做阻抗变换，典型的例子如以太网接口、 CAN总线等。

2、0 欧电阻的作用（1〕最简单的是做跳线用，若是某段线路不用，直接不焊接该电阻即可〔不影响外观〕。

PCB设计的阻抗控制和阻抗匹配

重要性，电路板出故障或问题的概率，为一个电容（图１－１）。
阻抗控制的精度就越低。
电路中信号的完整性，电路的ＥＭＩ和
（４）容易造成焊锡短路，可能会增
ＥＭＣ特性。但是随着产品的可靠性发展
加产品的成本。
和越来越受到重视，在设计时不再是
ＰＣＢ的各层分布一般是对称的。不
简单的导线连接，必须考虑电路中信
Key words: Reliability; Characteristic Impedance; Impedance Controlling; Impedance match
CLC number: TN306
Document code:A
Article ID:1003-0107(2005)04-0029-03
４３００６８）
Huang Shuwei, Zhao Danling1
(Hubei University of Technology,
Wuhan 430068,China)
摘要：阻抗设计是ＰＣＢ可靠性设计的一个重要环节。本文从多层ＰＣＢ板叠层的设计原理、特性阻抗的
计算方法、严格的阻抗控制，来保证阻抗匹配，实现ＰＣＢ的可靠性，使产品稳定的工作。
号完全相等。这就是说，应将信号对称别是在高频电路中，特性阻抗主要取特性阻抗是否一致，是否匹配。因此，
地布线在内部地线层的两侧。这样做决于连线的单位分布电容和单位分布在ＰＣＢ设计的可靠性设计中有两个概
的优点是容易控制阻抗和环流；缺点电感带来的分布阻抗。理想传输线的念是我们必须注意的。
印制电路板上导线的特性阻抗是
传输线的特性阻抗只与信号连线电路板设计的一个重要指标，特别是

0欧姆电阻的作用

0欧电阻的作用(2008-07-08 20:06:53)标签：杂谈0欧电阻的作用大概有以下几个功能：①做为跳线使用。

这样既美观，安装也方便。

②在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。

我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。

这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。

附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

③做保险丝用。

由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。

由于0欧电阻电流承受能力比较弱（其实0欧电阻也是有一定的电阻的，只是很小而已），过流时就先将0欧电阻熔断了，从而将电路断开，防止了更大事故的发生。

有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。

不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

④为调试预留的位置。

可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。

有时也会用*来标注，表示由调试时决定。

⑤作为配置电路使用。

这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。

通过安装不同位置的电阻，就可以更改电路的功能或者设置地址。

0欧的电阻不但有卖，而且还有不同的规格呢，一般是按功率来分，如1/8瓦，1/4瓦等等。

上下拉电阻：1.当TTL电路驱动COMS电路时，如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平（一般为3.5V），这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻，以提高输出高电平的值。

2.OC门电路必须加上拉电阻，以提高输出的搞电平值。

3.为加大输出引脚的驱动能力，有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。

4.在COMS芯片上，为了防止静电造成损坏，不用的管脚不能悬空，一般接上拉电阻产生降低输入阻抗，提供泄荷通路。

5.芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平，从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。

6.提高总线的抗电磁干扰能力。

pcb阻抗设计要求

PCB（Printed Circuit Board）阻抗设计是在设计PCB时考虑电路中信号传输的特性，以确保信号完整性和性能稳定。

阻抗匹配是为了避免信号在传输过程中发生反射、衰减或串扰。

以下是在进行PCB 阻抗设计时的一些建议和要求：1. 信号完整性：阻抗设计的主要目标是确保信号在传输过程中保持完整性，避免信号失真、反射和干扰。

良好的阻抗匹配有助于维持信号的稳定性。

2. 标准阻抗值：使用标准的阻抗值，如50欧姆或75欧姆，以便与常见的信号传输线和接口标准匹配。

这有助于简化设计，并使PCB与其他设备更好地兼容。

3. 差分对阻抗匹配：对于差分信号传输线，确保差分对之间的阻抗匹配。

这对于高速差分信号的传输非常重要，以防止串扰和失真。

4. 信号层阻抗控制：在PCB的不同信号层之间和信号层内，保持一致的阻抗。

这有助于避免信号通过不同层时引起的阻抗变化。

5. 匹配传输线阻抗：选择和匹配PCB上的传输线阻抗，例如微带线、同轴电缆等。

确保这些线的阻抗与设计要求一致。

6. 差分对距离：对于高速差分信号，控制差分对之间的距离，以减小串扰和确保信号匹配。

7. 避免尖峰信号：尽量避免出现尖峰信号，因为这可能导致信号反射。

采用合适的电源和信号滤波可以减小尖峰信号的产生。

8. 考虑环境因素：在阻抗设计中考虑环境因素，例如温度变化、湿度等，以确保PCB 在不同条件下仍能维持稳定的阻抗特性。

9. 使用仿真工具：使用PCB设计仿真工具，如HFSS、SIwave等，进行阻抗匹配仿真，以优化设计并确保其满足要求。

10. 测试和验证：进行PCB生产后的阻抗测试，以验证实际制造的PCB是否符合设计要求。

综合考虑以上因素，可以确保PCB阻抗设计满足性能需求，有助于提高信号传输的质量和可靠性。

EMC-阻抗匹配与零欧姆电阻的作用

谈谈嵌入式系统PCB设计中的阻抗匹配与0欧电阻1、阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。

根据接入方式阻抗匹配有串行和并行两种方式；根据信号源频率阻抗匹配可分为低频和高频两种。

（1）高频信号一般使用串行阻抗匹配。

串行电阻的阻值为20~75Ω，阻值大小与信号频率成正比，与PCB走线宽度和长度成反比。

在嵌入式系统中，一般频率大于20M的信号PCB走线长度大于5cm时都要加串行匹配电阻，例如系统中的时钟信号、数据和地址总线信号等。

串行匹配电阻的作用有两个：◆减少高频噪声以及边沿过冲。

如果一个信号的边沿非常陡峭，则含有大量的高频成分，将会辐射干扰，另外，也容易产生过冲。

串联电阻与信号线的分布电容以及负载输入电容等形成一个RC电路，这样就会降低信号边沿的陡峭程度。

◆减少高频反射以及自激振荡。

当信号的频率很高时，则信号的波长就很短，当波长短得跟传输线长度可以比拟时，反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。

如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等（即不匹配）时，在负载端就会产生反射，造成自激振荡。

PCB板内走线的低频信号直接连通即可，一般不需要加串行匹配电阻。

（2）并行阻抗匹配又叫“终端阻抗匹配”，一般用在输入/输出接口端，主要指与传输电缆的阻抗匹配。

例如，LVDS与RS422/485使用5类双绞线的输入端匹配电阻为100~120Ω；视频信号使用同轴电缆的匹配电阻为75Ω或50Ω、使用篇平电缆为300Ω。

并行匹配电阻的阻值与传输电缆的介质有关，与长度无关，其主要作用也是防止信号反射、减少自激振荡。

值得一提的是，阻抗匹配可以提高系统的EMI性能。

此外，解决阻抗匹配除了使用串/并联电阻外，还可使用变压器来做阻抗变换，典型的例子如以太网接口、CAN总线等。

2、0欧电阻的作用（1）最简单的是做跳线用，如果某段线路不用，直接不焊接该电阻即可（不影响外观）。

（2）在匹配电路参数不确定的时候，以0欧姆代替，实际调试的时候，确定参数，再以具体数值的元件代替。

电子设计中的PCB走线与阻抗匹配

长度越长，阻抗越小
在高频信号传输中，走线长度对阻抗的影响较大。随着走线长度的增加，信号的传输时间延长，导致阻抗减小。
长度越短，阻抗越大
在低频信号传输中，走线长度对阻抗的影响较小。较短的走线意味着信号传输时间较短，因此阻抗较大。
走线材料对阻抗的影响
电导率高的材料具有较低的阻抗
材料的电导率决定了其导电性能，电导率越高，导电性能越好，阻抗越低。常见的具有高电导率的材料包括铜、银等。
间距
间距决定了走线之间的隔离。适当的间距可以减少串扰和电磁干扰，确保信号的完整性。
走线的方向与弯曲
方向
尽量保持走线的一致性，避免突然的转向和交叉。垂直和水平方向的走线在传输高频信号时具有不同的特性阻抗，需谨慎处理。
弯曲
避免90度直角弯曲，因为这可能导致信号反射和失真。使用圆弧或更小的角度进行弯曲，以减少信号损失和反射。
射频信号的阻抗匹配
总结词
射频信号的阻抗匹配对于信号的传输效率和质量至关重要，它能够减少信号的反射和能量损失。
详细描述
在射频信号传输中，阻抗不匹配会导致信号能量反射回源端，不仅降低了信号传输效率，还可能对其他电路产生干扰。因此，在PCB设计中，需要对射频信号的走线进行精确计算和控制，以确保阻抗匹配。
减小信号衰减和延迟。
集成化与小型化
随着电子设备向集成化和小型化方向发展，PCB走线和阻抗匹配技术需要适应更紧凑的设计要求，提高空间利用率。
智能优化算法
采用智能优化算法对PCB走线和阻抗匹配进行自动优化，减少人工干预和设计周期，提高设计效率。
THANKS
感谢观看
04 信号完整性分析
对PCB布局布线结果进行
信号完整性分析，确保信

高速PCB设计中的阻抗匹配

阻抗匹配阻抗匹配是指在能量传输时，要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了。

反之则在传输中有能量损失。

在高速PCB设计中，阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。

PCB走线什么时候需要做阻抗匹配？不主要看频率，而关键是看信号的边沿陡峭程度，即信号的上升/下降时间，一般认为如果信号的上升/下降时间（按10%～90%计）小于6倍导线延时，就是高速信号，必须注意阻抗匹配的问题。

导线延时一般取值为150ps/inch。

特征阻抗信号沿传输线传播过程当中，如果传输线上各处具有一致的信号传播速度，并且单位长度上的电容也一样，那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗。

由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变，我们给出一个特定的名称，来表示特定的传输线的这种特征或者是特性，称之为该传输线的特征阻抗。

特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号看到的瞬间阻抗的值。

特征阻抗与PCB导线所在的板层、PCB所用的材质（介电常数）、走线宽度、导线与平面的距离等因素有关，与走线长度无关。

特征阻抗可以使用软件计算。

高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆，这是个大约的数字。

一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线（差分）为100欧姆。

常见阻抗匹配的方式1、串联终端匹配在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下，在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R，使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配，抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。

匹配电阻选择原则：匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特征阻抗。

常见的CMOS和TTL驱动器，其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。

因此，对TTL或CMOS电路来说，不可能有十分正确的匹配电阻，只能折中考虑。

链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配，所有的负载必须接到传输线的末端。

串联匹配是最常用的终端匹配方法。

它的优点是功耗小，不会给驱动器带来额外的直流负载，也不会在信号和地之间引入额外的阻抗，而且只需要一个电阻元件。

0Ω电阻阻值大小与过电流能力+巧用0Ω电阻设计PCB板

0Ω电阻阻值大小与过电流能力+巧用0Ω电阻设计PCB板一、讨论0Ω电阻到底能过多大电流？这个问题想必每位硬件工程师都查过。

而与之相关的还有一个问题，那就是0Ω电阻的阻值到底有多大？这两个问题本来是很简单的，答案应该也是很明确的，但网上网友却给出了不尽相同的答案。

有的人说0Ω电阻是50mΩ，还有的人说其实只有20mΩ；有的人说只能过1A电流，还有的人说可以过1.5A……。

那么，到底是多大呢？二、0Ω电阻阻值大小针对这两个问题，我专门查了一下电阻的标准。

根据电阻标准文件记载，0Ω电阻的阻值是0Ω，但也会有偏差。

0Ω最大电阻偏差有三种可以选择，分别为10mΩ、20mΩ和50mΩ。

也就是说，0Ω电阻偏差可以允许有多种偏差，这主要看电阻厂商做的是哪种了。

在几大品牌的普通0Ω电阻规格书查看了一下，发现它们标注的0Ω电阻，最大阻值都是50mΩ。

由此可以得出结论：常用的普通0Ω电阻的阻值最大不超过50mΩ。

三、0Ω电阻的过流能力网上还有一种观点，认为0Ω电阻的电流是根据功率算出来的，电阻按照50mΩ来算。

这样的话，0805的电阻功率一般为1/8W，算出额定电流应该是1.58A。

但是，在几大品牌的规格书发现，都是2A，与计算出来的有些出入。

额定电流综合之后的表格如下：常规的电阻的电流都不大，按照综合后的最小值来选的话，最大的也就2A。

如果设计电路时发现，我要用3A或4A的0Ω电阻，那该怎么办呢？其实很简单，可以用2个0Ω电阻并联起来就行了。

怎么有的封装变大了，但过流并没有增加呢？例如，0805和1206都是2A，在这里应该是额定电流虽然没有增加，但瞬间电流应该是能过更大了。

如果你打开的电阻规格书，就会发现写了两个参数，一个是额定电流，另一个是最大电流。

额定电流都是2A，但最大电流0805是5A，1206是10A。

注：Jumper就是0Ω电阻（标准文件就是这么写的，如下图所示）。

四、特殊大额定电流的0Ω电阻如果是更大的电流，也是电阻可选的。

0欧电阻作用

0欧电阻作用我们经常在电路中见到0欧的电阻，对于新手来说，往往会很迷惑：既然是0欧的电阻，那就是导线，为何要装上它呢？还有这样的电阻市场上有卖吗？其实0欧的电阻还是蛮有用的。

大概有以下几个功能：①做为跳线使用。

这样既美观，安装也方便。

②在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。

我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。

这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。

附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

③做保险丝用。

由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。

有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。

不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

④为调试预留的位置。

可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。

有时也会用*来标注，表示由调试时决定。

⑤作为配置电路使用。

这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。

通过安装不同位置的电阻，就可以更改电路的功能或者设置地址。

0欧的电阻不但有卖，而且还有不同的规格呢，一般是按功率来分，如1/8瓦，1/4瓦等等。

1、模拟地和数字地单点接地只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。

如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。

地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。

人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。

虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。

如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。

0欧姆电阻的重要作用,PCB工程一定要知道的

0欧姆电阻的重要作用,PCB工程一定要知道的1,在电路中没有任何功能，只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

2,可以做跳线用，如果某段线路不用，直接不贴该电阻即可（不影响外观）3,在匹配电路参数不确定的时候，以0欧姆代替，实际调试的时候，确定参数，再以具体数值的元件代替。

4,想测某部分电路的耗电流的时候，可以去掉0ohm电阻，接上电流表，这样方便测耗电流。

5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻6,在高频信号下，充当电感或电容。

（与外部电路特性有关）电感用，主要是解决EMC问题。

如地与地，电源和IC Pin间7,单点接地（指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。

）8,熔丝作用*模拟地和数字地单点接地*只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。

如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。

地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。

人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。

虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。

如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。

不短接又不妥，理由如上有四种方法解决此问题：1、用磁珠连接；2、用电容连接；3、用电感连接；4、用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。

对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。

电容隔直通交，造成浮地。

电感体积大，杂散参数多，不稳定。

0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。

电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。

*跨接时用于电流回路*当分割电地平面后，造成信号最短回流路径断裂，此时，信号回路不得不绕道，形成很大的环路面积，电场和磁场的影响就变强了，容易干扰/被干扰。

PCB阻抗值因素与计算方法

PCB阻抗设计及计算简介特性阻抗的定义•何谓特性阻抗Characteristic Impedance ,Z0•电子设备传输信号线中,其高频信号在传输线中传播时所遇到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等,已不再只是简单直流电的“欧姆电阻”;•阻抗在显示电子电路,元件和元件材料的特色上是最重要的参数.阻抗Z一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率的交流电AC时所遭遇的总阻力.•简单的说,在具有电阻、电感和电容的电路里,对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗 ;设计阻抗的目的•随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用,对印刷电路板也提出了更高的要求;印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象,信号保持完整,降低传输损耗,起到匹配阻抗的作用,这样才能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号;•阻抗匹配在高频设计中是很重要的,阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣 ;而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点,不会有信号反射回源点;•因此,在有高频信号传输的PCB板中,特性阻抗的控制是尤为重要的;•当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB 设计之后,则特性阻抗值已确定,但是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的范围内,只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到;•从PCB制造的角度来讲,影响阻抗和关键因素主要有：–线宽w–线距s、–线厚t、–介质厚度h–介质常数Dkεr相对电容率原俗称Dk介质常数,白容生对此有研究和专门诠释;注：其实阻焊也对阻抗有影响,只是由于阻焊层贴在介质上,导致介电常数增大,将此归于介电常数的影响,阻抗值会相应减少4%•如上图所示–Z0与线宽W成反比,线宽越大,Z0越小；–Z0与铜厚成反比,铜厚越厚,Z0越小；–Z0与介质厚度成正比,介质厚度越厚,Z0越大；–Z0与介质介电常数的平方根成反比,介电常数越大,Z0越小;1、介质厚度：----是影响阻抗值的最主要因素•增加介质厚度可以提高阻抗,降低介质厚度可以减小阻抗；•不同的半固化片有不同的胶含量与厚度.其压合后的厚度与压机的平整性、压板的程序有关；•对所使用的任何一种板材,要取得其可生产的介质层厚度,利于设计计算,而工程设计、压板控制、来料公差是介质厚度控制的关键2、线宽：•增加线宽,可减小阻抗,减小线宽可增大阻抗;•线宽的控制要求在+/-10％的公差内,才能较好达到阻抗控制要求•信号线的缺口影响整个测试波形,其单点阻抗偏高,使其整个波形不平整,阻抗线不允许补线,其缺口不能超过10％•线宽主要是通过蚀刻控制来控制;为保证线宽,根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差,对工程底片进行工艺补偿,达到线宽的要求3、线厚线路铜厚：•减小线厚可增大阻抗,增大线厚可减小阻抗；•线厚可通过图形电镀或选用相应厚度的基材铜箔来控制;•对铜厚的控制要求均匀,对细线、孤立的线的板加上分流块,其平衡电流,防止线上的铜厚不均,影响阻抗对cs与ss面铜分布极不均的情况,要对板进行交叉上板,来达到二面铜厚均匀的目的4、介电常数：•增加介电常数,可减小阻抗,减小介电常数可增大阻抗,介电常数主要是通过材料来控制;•不同板材其介电常数不一样,其与所用的树脂材料有关：FR4板材其介电常数为3.9—4.5,其会随使用的频率增加减小,聚四氟乙烯板材其介电常数为2.2—3.9间•要获得高的信号传输要求高的阻抗值,从而要低的介电常数5、阻焊厚度：•印上阻焊会使外层阻抗减少;正常情况下印刷一遍阻焊可使单端下降2欧姆,可使差分下降8欧姆,印刷2遍下降值为一遍时的2倍,当印刷3次以上时,阻抗值不再变化;各参数的影响程度阻抗设计中考虑的其它因素•线宽是否能满足电流要求•叠层结构是否合理•信号层间的相互干扰•布线密度的大小•板材以及半固化片型号的选择•层间介质厚度是否可满足加工要求•最终板厚是否可满足客户要求•我司主要使用的阻抗设计软件为Polar-Si8000•该软件总共包含了93种阻抗计算模式•设计中常用的模式有6种,外层选用无阻焊覆盖模式•外层差分无阻焊模式•H1：阻抗线到其参考层的高度•Er1：层间介质的介电常数•W1：下线宽•W2：上线宽•S1：线间距•T1：铜厚•内层相邻层屏蔽模式•其中W1、W2、S1、T1与前面相同•此种模式关键在于填写正确的H1•H1与H2的相同点：都是介质厚度•H1与H2的不同点：当芯板与半固化片厚度不等时,H1与H2值的填写正确与否就很重要蚀刻药水流向芯板贴膜W12WH1曝光显影退膜蚀刻•如上图所示,由于生产中蚀刻药水对铜表面接触的充分,而与下方接触相对较弱,因此蚀刻出来的线宽呈梯形,且W1>W2•从图中可知,下线宽W1所接触的介质为芯板,因此阻抗计算软件中的H1值即为芯板厚度,Er1、Er2即为对应介质的介电常数•不包含铜箔厚度板材H/H、1/1、2/2、H/1–0.10mm 0.36mm–0.13mm 0.41mm–0.15mm 0.45mm–0.18mm 0.51mm–0.21mm 0.60mm–0.25mm 0.71mm–0.30mm 0.80mm •包含铜箔厚度板材H/H、1/1、2/2、H/1–0.8mm 1.0mm– 1.1mm 1.2mm– 1.3mm 1.4mm– 1.5mm 1.6mm– 1.8mm 1.9mm– 2.0mm 2.5mm– 3.0mm 3.2mm•注：H/H、1/1、2/2代表芯板两面的铜箔厚度分别为0.5Oz、1Oz、2Oz•H/1代表芯板两面铜箔厚度分别为0.5Oz和1Oz1.1常用FR4的半固化片参数1.2介质层厚度与介电常数生益及等同材料:注：多种半固化片组合的介电常数取其算术值;板厚精度：根据来料实测厚度, 阻抗设计计算叠层厚度与层间介质层厚度时按来料实际厚度及根据线路分布率进行计算;下表为常用高TG FR4半固化片在不同条件下的厚度取值mil,其中电地层布线率按75%,信号层按25%仅供参考,实际应按线路分布率来计算;介质厚度PP 型号PP标称厚度0.5ozCopper/Gnd Gnd/Gnd Copper/Signal GND/signal Signal/Signal对应流胶填充厚度----〉0.16 0.32 0.48 0.64 0.96 106 2.34 2.18 2.02 1.86 1.7 1.38 1080 2.88 2.72 2.56 2.4 2.23 1.92 3313 4.1 3.94 3.78 3.62 3.45 3.14 2116 4.82 4.66 4.5 4.34 4.18 3.86 7628 8.04 7.88 7.72 7.56 7.39 7.08 介质厚度PP 型号PP标称厚度1ozCopper/Gnd Gnd/Gnd Copper/Signal GND/signal Signal/Signal对应流胶填充厚度----〉0.31 0.62 0.93 1.24 1.86 106 2.34 2.03 1.72 1.41 1.1 0.48 1080 2.88 2.57 2.26 1.95 1.64 1.02 3313 4.1 3.79 3.48 3.17 2.86 2.24 2116 4.82 4.51 4.2 3.89 3.58 2.96 7628 8.04 7.73 7.42 7.11 6.8 6.18阻抗计算涉及参数－FR4半固化片使用考虑流胶后的实际厚度计算方法：类型一：芯板与铜箔之间单面填胶类型二：内层芯板之间双面填胶类型一：实测厚度=理论厚度-铜厚1-残铜率表层的残铜率取100%,光板残铜率为0类型二：实测厚度=理论厚度-铜厚11-残铜率1-铜厚21-残铜率2阻抗计算涉及参数－内外层铜厚及线宽标称基铜规格um183570内层计算铜厚Tmil0.65 1.25 2.56外层计算铜厚Tmil 2.2 2.9 4.2上线宽mil W2下线宽mil W1线距mil S1基铜厚内层 18um W0-0.1W0S0内层 35um W0-0.4W0S0内层 35um W0-1.2W0S0外层 18um W0-0.6W0+0.7S0-0.7外层 35um W0-0.9W0+0.9S0-0.9•上表中的参数分别为阻抗计算时的铜厚T1与上、下线宽的取值•W0和S0分别代表客户设计线宽、线距阻抗计算涉及参数•由于我司设计阻抗时采用不覆盖阻焊模式,而实际上阻焊对外层阻抗是有影响的,且客户要求阻抗控制的线一般为覆盖阻焊的,故我司工艺经生产试验总结出阻焊对外层阻抗的影响采取以下公式校正：外层不覆盖及内层不需校正阻抗计算值Z０覆盖阻焊＝Z１不覆盖阻焊0.9+3.2•举例–要求Z０＝50Ohm阻抗–那么Z１＝50－3.2/0.9=52欧–Z１设为SI8000软件计算值;1. 特殊范围阻抗值计算公式：a. 单端阻抗值要求≤40欧姆外层线路阻抗线盖阻焊单端阻抗= SI8000软件不盖阻焊模式计算值-1.5欧外层线路阻抗线不盖阻焊单端阻抗= SI8000软件不盖阻焊模式计算值b. 差分阻抗值要求≥120欧姆外层线路阻抗线盖阻焊差分阻抗= SI8000软件不盖阻焊模式计算值-8.0欧外层线路阻抗线不盖阻焊差分阻抗= SI8000软件不盖阻焊模式计算值2. 双面板差分阻抗a．介质厚＜1.0mm：按客户要求阻抗-5欧姆如顾客要求100欧姆,工程按95欧姆设计b．介质厚≥1.0mm：按客户要求阻抗-10欧姆阻抗计算中须注意的问题•客户若有阻抗控制要求时需提供以下信息：阻抗控制线宽、所在层、要求阻抗值、板厚、铜厚、层间介质厚度要求有时可能无;可在GERBER文件中说明一般在孔位图层或其它文档中进行说明•根据设计文件选用对应的阻抗计算模式•输入正确的各项参数•特别注意H1,H2参数的取值,其线路方向是决定H1,H2区间的关键结束。

电子设计中的PCB走线与阻抗匹配优化研究

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阻抗匹配新算法和新模型的研究
总结词
阻抗匹配是电子设计中非常重要的环节，新的算法和模型可以更好地实现阻抗匹配，提高信号传输的质量。
详细描述
目前，研究者正在研究新的阻抗匹配算法和模型，如基于人工智能的阻抗匹配算法、多频段阻抗匹配模型等。这些新算法和模型可以更准确地预测和调整阻抗，提高信号的传
输效率和稳定性。
电子设计中的 pcb走线与阻抗匹配优化研究
作者：XXX 20XX-XX-XX
目录
• Pcb走线的基础知识 • 阻抗匹配的基础知识 • Pcb走线与阻抗匹配的关系 • Pcb走线与阻抗匹配的优化实践 • Pcb走线与阻抗匹配的未来研究方向
01
CATALOGUE
Pcb走线的基础知识
Pcb走线的定义和重要性
阻抗ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ配的设计
在设计电路时，应充分考虑阻抗匹配问题，合理选择传输线的类型、线宽、线厚等参数，以及信号源和负载的阻抗值，以确保信号传输的质量。
阻抗匹配的测量和调试
阻抗匹配的测量
通过测量信号的反射系数、输入输出电压和电流等参数，可以评估电路的阻抗匹配程度。常用的测量仪器包括示波器、频谱分析仪和矢量网络分析仪等。
Pcb走线的材料和工艺
材料
常见的PCB走线材料包括铜、铝、金等，其中铜是最常用的材料。
工艺
PCB走线的制作工艺包括电镀、蚀刻、光刻等，不同的工艺具有不同的特点和适用范围。
02
CATALOGUE
阻抗匹配的基础知识
阻抗匹配的定义和原理
阻抗匹配的定义
阻抗匹配是指电路中信号源、传输线和负载的阻抗相互匹配，使信号能够无反射地传输。
迭代优化

电路板上的0欧电阻

电路板上的0欧电阻全文共四篇示例，供读者参考第一篇示例：电路板是电子设备中的重要组成部分，它连接各种电子元件，让整个设备正常工作。

在电路板上，我们常常会看到各种各样的元件，其中就包括了0欧电阻。

0欧电阻是一种特殊的电子元件，它在电路中起着非常重要的作用。

本文将从0欧电阻的定义、原理、用途以及相关注意事项等方面进行相关介绍。

我们来了解一下0欧电阻的定义。

0欧电阻，顾名思义，电阻值为0欧姆，也就是说它在电路中几乎不具备任何电阻。

0欧电阻的外观与普通电阻非常相似，通常为彩色的小方块，但是它的内部结构却不同于普通电阻。

普通电阻是通过其电阻材料本身的阻值来限制电流的流动，而0欧电阻的电阻值为0，它并不会限制电流的流动，相当于一个短路。

0欧电阻在电路中主要起到连接的作用，可以用来替代普通电阻进行连接或跳线。

接下来，我们介绍一下0欧电阻的原理。

0欧电阻的主要原理是利用其零电阻值来实现短路连接。

在电路设计中，有时候需要将两个引脚直接连接在一起，但不希望引入任何电阻。

这时候就可以使用0欧电阻来实现这样的连接，保证电路传输正常工作，同时不影响电流的流动。

在一些特殊的电路设计中，也可以利用0欧电阻来起到特殊连接和跳线的作用。

在使用0欧电阻时，也需要注意一些事项。

0欧电阻的功耗一般很小，但在一些特殊情况下，例如在高频电路或高功率电路中，0欧电阻也可能会发热，需要注意散热。

0欧电阻的连接应保证牢固可靠，避免出现虚焊或接触不良等问题。

在布局设计中，也需要考虑0欧电阻的位置和连接方式，以保证电路的正常工作。

0欧电阻在电路板上起着非常重要的作用，它可以实现连接、跳线、调试和测试等多种功能。

在电子设备的设计和制造过程中，经常会用到0欧电阻来实现一些特殊需求。

掌握0欧电阻的原理、用途和注意事项对于电子工程师来说是非常重要的。

希望本文对读者们有所帮助，谢谢！第二篇示例：电路板上的0欧电阻是一种非常特殊的元件，其实它并不是真的具有电阻的功能。

什么是阻抗匹配阻抗匹配的条件

什么是阻抗匹配阻抗匹配的条件阻抗匹配的信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同，或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同，那么你对阻抗匹配了解多少呢?以下是由店铺整理关于什么是阻抗匹配的内容，希望大家喜欢!阻抗匹配的概述信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。

一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。

对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好;对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。

输入端阻抗匹配时，传输线获得最大功率;在输出端阻抗匹配的情况下，传输线上只有向终端行进的电压波和电流波，携带的能量全部为负载所吸收。

在阻抗失配的情况下，传输线上将同时存在-射波和应射波。

从传输的角度来说，总是竭力避免阻抗失配现象的出现，因为反射波的出现，意味着递送到传输线终端的功率不能全部为负载所吸收，降低了传输效率;在输送功率较高的情况下，电压或电流的波腹有可能损坏传输线的介质;而且传输线始端的输入阻抗随频率而变化，输送多频信号时，将因机、线阻抗难于匹配而出现失真。

阻抗匹配的程度常用电压反射系数来衡量。

阻抗匹配的条件①负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。

②负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。

这时在负载阻抗上可以得到最大功率。

这种匹配条件称为共轭匹配。

如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。

阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。

对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。

在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。

0欧姆电感的作用

0欧姆电阻的作用1,在电路中没有任何功能，只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。

4,想测某部分电路的耗电流的时候，可以去掉0ohm电阻，接上电流表，这样方便测耗电流。

5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻6,在高频信号下，充当电感或电容。

（与外部电路特性有关）电感用，主要是解决EMC问题。

如地与地，电源和IC Pin间7,单点接地（指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。

）8,熔丝作用*模拟地和数字地单点接地*只要是地，最终都要接到一起，然后入大地。

如果不接在一起就是"浮地"，存在压差，容易积累电荷，造成静电。

地是参考0电位，所有电压都是参考地得出的，地的标准要一致，故各种地应短接在一起。

人们认为大地能够吸收所有电荷，始终维持稳定，是最终的地参考点。

虽然有些板子没有接大地，但发电厂是接大地的，板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。

如果把模拟地和数字地大面积直接相连，会导致互相干扰。

不短接又不妥，理由如上有四种方法解决此问题：1、用磁珠连接；2、用电容连接；3、用电感连接；4、用0欧姆电阻连接。

磁珠的等效电路相当于带阻限波器，只对某个频点的噪声有显著抑制作用，使用时需要预先估计噪点频率，以便选用适当型号。

对于频率不确定或无法预知的情况，磁珠不合。

电容隔直通交，造成浮地。

电感体积大，杂散参数多，不稳定。

0欧电阻相当于很窄的电流通路，能够有效地限制环路电流，使噪声得到抑制。

电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗)，这点比磁珠强。

电路中的零欧姆电阻作用解析

电路中的零欧姆电阻作用解析在电子电路设计时经常用到的一种元件就是电阻，我们都知道电阻在电路中起到分压限流的作用。

然而，实际使用时会用到一种特殊的电阻：零欧电阻，故名思议，零欧电阻的电阻值是零。

对于初学者可能会有一个疑问：既然阻止是零，那么和一根导线有什么区别？为什么不直接连起来？其实，零欧电阻和直接用导线连接还是有区别的，而且零欧电阻在电路设计中还有很多巧妙的用处。

1.调试与兼容我们在设计PCB板时需要尽可能多的考虑到兼容性的问题，因为一块电路板做好后经过物理印刷覆铜处理后就是一个物理上固定的。

如果在设计时没有充分考虑兼容性的问题，那么在电路板调试阶段会给工程师带来很多不便。

举个例子：芯片的某个引脚拥有两项功能，比如可以驱动蜂鸣器，也能够用于驱动LED灯。

但是这两项功能不能同时工作，为了在同一块电路板上实现可以选择驱动哪个期间，此时可以在连接蜂鸣器和LED的线路上加上零欧电阻，通过焊接哪条通路上的零欧电路决定驱动蜂鸣器还是LED灯。

2.方便布线在PCB布局布线阶段，有时候会碰到布线总是走不通的情况，尤其是在电路板面积小，连线多，层数少的时候。

如果遇到某一根连线需要绕很大一圈才能连通，这时，可以考虑一下是否通过连接一个零欧电阻就可以轻松跳过面前的导线而非绕一大圈线路。

3.预留电阻位置假如在电路设计阶段，某个位置不确定需要接上多大阻值的电阻，此时，可以在该位置上留出电阻的焊接位置，并焊上零欧电阻。

在实际电路调试时可以方便的更改不同阻值的电阻，调试完确定阻值参数后再接上合适的电阻。

4.方便测试电流设计完电路系统后，通常需要测试整个电路运行时的功耗是多少。

常规的做法是通过测试电流然后利用电流计算功耗，而测试电流的方法通常是把电流表串进电路中测量。

此时，如果在需要测量电流的地方放置一个零欧电阻，当需要测量时就把电阻去掉，把电流表接上。

正常工作时，直接焊上零欧电阻即可。

5.噪声抑制由于零欧电阻本身的特性，能够有效抑制环路电流，从而使噪声得到抑制。

PCB阻抗设计及计算简介

PCB阻抗设计及计算简介PCB阻抗设计及计算简介特性阻抗的定义•何谓特性阻抗（Characteristic Impedance ，Z0）•电子设备传输信号线中，其高频信号在传输线中传播时所遇到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等，已不再只是简单直流电的“欧姆电阻”。

•阻抗在显示电子电路，元件和元件材料的特色上是最重要的参数.阻抗(Z)一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率的交流电(AC)时所遭遇的总阻力.•简单的说，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。

设计阻抗的目的•随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用，对印刷电路板也提出了更高的要求。

印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象，信号保持完整，降低传输损耗，起到匹配阻抗的作用，这样才能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号。

•阻抗匹配在高频设计中是很重要的，阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣。

而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点，不会有信号反射回源点。

•因此，在有高频信号传输的PCB板中，特性阻抗的控制是尤为重要的。

•当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB 设计之后，则特性阻抗值已确定，但是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的范围内，只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。

•从PCB制造的角度来讲，影响阻抗和关键因素主要有：–线宽（w）–线距（s）、–线厚（t）、–介质厚度（h）–介质常数（Dk）εr相对电容率(原俗称Dk介质常数)，白容生对此有研究和专门诠释。

注：其实阻焊也对阻抗有影响，只是由于阻焊层贴在介质上，导致介电常数增大，将此归于介电常数的影响，阻抗值会相应减少4%•如上图所示–Z0与线宽W成反比，线宽越大，Z0越小；–Z0与铜厚成反比，铜厚越厚，Z0越小；–Z0与介质厚度成正比，介质厚度越厚，Z0越大；–Z0与介质介电常数的平方根成反比，介电常数越大，Z0越小。

OR电阻的功能

0欧的电阻大概有以下几个功能：①做为跳线使用。

这样既美观，安装也方便。

②在数字和模拟等混合电路中，往往要求两个地分开，并且单点连接。

我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地，而不是直接连在一起。

这样做的好处就是，地线被分成了两个网络，在大面积铺铜等处理时，就会方便得多。

附带提示一下，这样的场合，有时也会用电感或者磁珠等来连接。

③做保险丝用。

由于PCB上走线的熔断电流较大，如果发生短路过流等故障时，很难熔断，可能会带来更大的事故。

有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。

不过不太推荐这样来用，但有些厂商为了节约成本，就用此将就了。

④为调试预留的位置。

可以根据需要，决定是否安装，或者其它的值。

有时也会用*来标注，表示由调试时决定。

⑤作为配置电路使用。

这个作用跟跳线或者拨码开关类似，但是通过焊接固定上去的，这样就避免了普通用户随意修改配置。

通过安装不同位置的电阻，就可以更改电路的功能或者设置地址。

0欧的电阻的规格，一般是按功率来分，如1/8瓦，1/4瓦等等。

电子元器件基础知识常用元器件的识别一、电阻电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R15表示编号为15的电阻。

电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。

参数识别：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。

换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。

数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：472 表示47×102Ω（即4.7K）；104则表示100K色环标注法使用最多，现举例如下：四色环电阻五色环电阻（精密电阻）电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：颜色有效数字倍率允许偏差（%）银色/ 10-2 ±10金色/ 10-1 ±5黑色0 100 /棕色1 101 ±1红色2 102 ±2橙色3 103 /黄色4 104 /绿色5 105 ±0.5蓝色6 106 ±0.2紫色7 107 ±0.1灰色8 108 /白色9 109 +5至-20无色/ / ±20二、电容1、电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。