对特性阻抗的一种浅显易懂的解释

、IPC-2141与 IEC-326)等都已改称为... r了。且原图中的E并不正确，应为希腊字母 (Episolon)才对。

3.2 阻抗匹配不良的后果

由于高频讯号的“特性阻抗”(Z0)原词甚长，故一般均简称之为“阻抗”。读者千万要小心，此与低频AC交流电(60Hz)其电线(并非传输线)中，所出现的阻抗值(Z)并不完全相同。数位系统当整条传输线的Z0都能管理妥善，而控制在某一范围内(±10或 ±5)者，此品质良好的传输线，将可使得杂讯减少而误动作也可避免。　　但当上述微带线中Z0的四种变数(w、t、h、 r)有任一项发生异常，例如图中的讯号线出现缺口时，将使得原来的Z0突然上升(见上述公式中之Z0与W成反比的事实)，而无法继续维持应有的稳定均匀(Continuous)时，则其讯号的能量必然会发生部分前进，而部分却反弹反射的缺失。如此将无法避免杂讯及误动作了。下图中的软管突然被山崎的儿子踩住，造成软管两端都出现异常，正好可说明上述特性阻抗匹配不良的问题。

3.3 阻抗匹配不良造成杂讯

上述部分讯号能量的反弹，将造成原来良好品质的方波讯号，立即出现异常的变形(即发生高准位向上的Overshoot，与低准位向下的Undershoot，以及二者后续的Ringing;详细内容另见TPCA会刊第13期“嵌入式电容器”之内文)。此等高频杂讯严重时还会引发误动作，而且当时脉速度愈快时杂讯愈多也愈容易出错。

四. 特性阻抗的测试

4.1 采TDR的量测

由上述可知整体传输线中的特性阻抗值，不但须保持均匀性，而且还要使其数值落在设计者的要求的公差范围内。其一般性的量测方法，就是使用“时域反射仪”(Time Domain Reflectometry;TDR )。此TDR可产生一种梯阶波(StepPulse或Step Wave)，并使之送入待测的传输线中而成为入射波(Incident Wave)。于是当其讯号线在线宽上发生宽窄的变化时，则萤光幕上也会出现Z0欧姆值的上下起伏振荡。

4.2 低频无须量测Z0，高速才会用到TDR

当讯号方波的波长(λ读音Lambda)远超过板面线路之长度时，则无需考虑到反射与阻抗控制等高速领域中的麻烦问题。例如早期1989年速度不快的CPU，其时脉速率仅10MHz而已，当然不会发生各种讯号传输的复杂问题。然而，目前的Pentium Ⅳ其内频却已高达1.7GHz自然就会问题丛生，相较当年之巨大差异，岂仅是霄壤云泥而已! 由波动公式可知上述当年10MHz方波之波长为： 　　但当DRAM晶片组的时脉速率已跃升到800MHz，其方波之波长亦将缩短到37.5cm;而P-4 CPU之速度更高达1.7GHz其波长更短到17.6cm，则其PCB母板上两者之间传输的外频，也将加速到400MHz与波长75cm之境界。可知此等封装载板(Substrate)中的线长，甚至母板上的的线长等，均已*近到了讯号的波长，当然就必须要重视传输线效应，也必须要用到TDR的测量了。

4.3 TDR由来已久

利用时域反射仪量测传输线的特性阻抗(Z0)值，此举并非新兴事物。早年即曾用以监视海底电缆(Submarine Cable)的安全，随时注意其是否发生传输品质上的“不连续(Disconnection)的问题。目前才逐渐使用于高速电脑领域与高频通讯范畴中。

4.4 CPU载板的TDR测试

主动元件之封装(Packaging)技术近年来不断全面翻新加速进步，70年代的C-DIP与P-DIP双排脚的插孔焊装(PTH)，目前几已绝迹。80年金属脚架(Lead Frame)的QFP(四边伸脚)或PLCC(四边勾脚)者，亦渐从HDI板类或手执机种中迅速减少。代之而起的是有机板材的底面格列(Area Array)球脚式的BGA或CSP，或无脚的LGA。甚至连晶片(Chip)对载板(Substract)的彼此互连(Interconnection)，也从打金线(Wire Bond)进步到路径更短更直接的“覆晶”(Flip Chip; FC)技术，整体电子工业冲锋之快几乎已到了瞬息万变!

Hioki公司2001年六月才在JPCA推出的“1109 Hi Tester”，为了对1.7GHz高速传输FC/PGA载板在Z0方面的正确量测起见，已不再使用飞针式(Flying probe)快速移动的触测，也放弃了SMA探棒式的TDR手动触测(Press-type)的做法。而改采固定式高频短距连缆，与固定式高频测针的精准定位，而在自动移距及接触列待测之落点处，进行全无人为因素干扰的高精密度自动测试。

在CCD摄影镜头监视平台的XY位移，及Laser高低感知器督察Z方向的落差落点，此等双重精确定位与找点，再加上可旋转式接触式测针之协同合作下，得以避免再使用传统缆线、连接器、与开关等仲介的麻烦，大幅减少TDR量测的误差。如此已使得“1109HiTESTER”在封装载板上对Z0的量测，远比其他方法更为精确。

实际