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PCB技术在高速设计中的特性阻抗问题 (2)

时间:10-02 整理:3721RD 点击:

特性阻抗的计算

  简单的特性阻抗模型:Z=V/I,Z代表信号传递过程中每一步的阻抗,V代表信号进入传输线时的电压,I代表电流。I=±Q/±t,Q代表电量,t代表每一步的时间。

  电量(来源于电池):±Q=±C×V,C代表电容,V代表电压。电容可以用传输线单位长度容量CL和信号传递速度v来推导。单位引脚的长度值当作速度,再乘以每步所需时间t, 则得到公式: ±C=CL×v×(±)t.综合以上各项,我们可以得出特性阻抗:Z=V/I=V/(±Q/±t)=V/(±C×V/±t)=V/(CL×v×(±)t×V/±t)=1/(CL×v)

  可以看出,特性阻抗跟传输线单位长度容量和信号传递速度有关。为了区别特性阻抗和实际阻抗Z,我们在Z后面加上0.传输线特性阻抗为:Z0=1/(CL×v)

  如果传输线单位长度容量和信号传递速度保持不变,那么传输线特性阻抗也保持不变。这个简单的说明能将电容常识和新发现的特性阻抗理论联系在一起。如果增加传输线单位长度容量,例如加粗传输线,可降低传输线特性阻抗。

  特性阻抗的测量

  当电池和传输线连接时(假如当时阻抗为50欧姆),将欧姆表连接在3英尺长的RG58光缆上,这时如何测无穷阻抗呢?任何传输线的阻抗都和时间有关。如果你在比光缆反射更短的时间里测量光缆的阻抗,你测量到的是“浪涌”阻抗,或特性阻抗。但是如果等待足够长的时间直到能量反射回来并接收后,经测量可发现阻抗有变化。一般来说,阻抗值上下反弹后会达到一个稳定的极限值。

  对于3英尺长的光缆,必须在3纳秒内完成阻抗的测量。TDR(时间域反射仪)能做到这一点,它可以测量传输线的动态阻抗。如果在1秒钟内测量3英尺光缆的阻抗,信号会来回反射数百万次,因此会得到不同的“浪涌”阻抗。

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