看得懂的电磁场理论

阻抗匹配
　　通过以上很容易明白了，不同的传输线，它的阻抗是不同的，电磁场是一个能量场，若这个能量不能被后级完全吸收，必然会反射回来，因为能量是无法消失的。所以要求终端的电阻与传输线阻抗一样，这样传递过来的能量可以被完全吸收而不引起反射导致信号模糊。普通线之所以无法传递高频，就是因为不停的各种反射，导致信号模糊而失真。一般来说，要求信号源与终端都要跟传输线阻抗匹配，这样哪怕终端反射回来信号，也可以被源端的电阻吸收。
　　当有些传输线特别短，远远小于信号波长的时候，可以不需要太考虑阻抗，因为传输线太短，哪怕多次反射折叠，也不会使信号恶劣太多，所以不需要太考虑。我们普通的电路回路，在低频下，远远小于信号波长，哪怕多次折叠，也对信号没有什么影响，这就是普通电路不用太考虑电磁场的原因，而电路理论可以认为是电磁场理论在低频下的一个近似模型。
　　当多路不同阻抗的传输线或者终端连接在一起的时候，就需要考虑它们之间的阻抗匹配问题，需要引入电容电感实现阻抗匹配，这个就是大家经常听到的射频匹配问题。射频工作人员很大的精力都在调节信号的匹配。
　　需要引起重视的是，理论上讲，传输线阻抗跟频率无关的，因为传输线微分等效电容电感的阻抗跟频率是同步变化的，抵消掉了，但是引入了电容电感来调节匹配，这些电容电感对不同的频率的阻抗不同，所以会有一些频响特性，不再是与信号的频率无关了。所以匹配调节的时候，一般要调节的在想要的频带上。
　　微带线
　　电磁场的长距离传输，一般用同轴线，因为同轴线能量不能辐射到外界，但对于PCB的信号线设计，无法用同轴线，所以基于电磁场理论，设计了微带线。
　　



　　如上图右边的模型图，上面是宽度为W的信号线，PCB的覆铜一般是0.018毫米。下面是参考地，参考地要尽可能大于三倍的W宽度。信号线与地之间的高度是h，一般都是PCB的标准材料FR4，需要注意的是，不同厂家的FR4介电常数基本差不多，严格的需要厂家提供数据，并且还跟频率有关，一般1GHz以内的，取值4.2。
　　微带线阻抗一般不需要用公式计算，网上有不少软件工具，只需要把这些参数代入即可。常用的知名专业软件为polar si8000，搜索“微带线阻抗”，网上有很多免费的。
　　


　　


　　在高速设计的时候，尤其是长距离设计，尽可能的按微带线的概念设计，越靠近理想，信号完整性越好。