什么场景应用下的PCB产品需要对信号线阻抗进行管控呢?通常在有超高速数据传输的应用时,如应用于射频通信、电信和高质量模拟视频(如DDR、HDMI、千兆以太网等)等需要对信号线有阻抗管控要求。
在高频条件下,PCB线路信号传输就像输电线,其每个点都有阻抗存在。如果该阻抗从一个点到下一个点产生了变化,则会出现信号反射,其大小取决于两个阻抗之间的差异。差异越大,反射就越大。这种反射将沿信号的相反方向传播,这意味着反射信号将叠加在主信号上;其结果为原始信号的失真,即从发射源发送的信号到接收之间产生变化。失真太大将导致信号可能无法执行期望的功能。因此,为了具有不失真的信号传输,PCB信号线必须是受控阻抗的特性,以减少反射引起的信号失真。
当阻抗异常产生时,高速传输所展现的故障特征一般为:
A 可能会用一个好的部件去代替一个另一个好的部件从而解决了问题
B 或者更换一个新的“稍微减配”部件时,而 PCB就不能再正常的使用了;
C PCB升温或者冷却时,有时候会产生问题或者使原有的问题消失了;
D 特定的一组PCB 可以正常运作,而其与其它PCB则不可以正常工作;
E 系统运行时仅与其中一个背板槽上的PCB工作,但另一个不工作;
F 电源电压的变化会引发问题。
G 线路阻抗的不连续会导致信号反射,成为传输的噪音源。因此,我们需要受控的阻抗以保证信号传输的完整性。
典型的不连续性行为可能有以下因素导致:
A 导体宽度或厚度的改变,
B 连接器的传输影响,
C 终端的不匹配,
D 背钻残桩
E 大功率背板不连续性的负载
在了解了为什么线路板要对阻抗进行控制后,我们来看看成阻抗线的分类。阻抗线分单分线、差分线和 根据其所在线路板中的对应位置,各自又分不同的类型:
- 单分线结构类型
表面微带线 Surface MicrostripLine
嵌入式微带线 Embedded MicrostripLine
带状线 StripLine
- 差分线结构类型
差分微带线
差分嵌入微带线
边缘耦合带状线
宽边耦合带状线
双带线Dual Offset Stripline
- 共面波导Coplanar Waveguide – Classic (or Grounded)
其特点为: 参考相邻接地层的外层线路;特定走线宽度和接地间距;走线上方未涂阻焊膜;线路可以是单端、差分或者地层;此设计体现在非常高速的应用
来源:迅达科技