0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看技术视频
  • 写文章/发帖/加入社区
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

PCB设计总是有阻抗不连续怎么办,一招教你解决烦恼

云创硬见 来源:硬见科技 作者:云创硬见 2020-10-27 10:15 次阅读

导读:大家都知道阻抗要连续。但是,正如罗永浩所说“人生总有几次踩到大便的时候”,PCB 设计也总有阻抗不能连续的时候。怎么办?

特性阻抗

特性阻抗:又称“特征阻抗”,它不是直流电阻,属于长线传输中的概念。在高频范围内,信号传输过程中,信号沿到达的地方,信号线和参考平面(电源或地平面)间由于电场的建立,会产生一个瞬间电流

如果传输线是各向同性的,那么只要信号在传输,就始终存在一个电流 I,而如果信号的输出电压为 V,在信号传输过程中,传输线就会等效成一个电阻,大小为 V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗 Z。信号在传输的过程中,如果传输路径上的特性阻抗发生变化,信号就会在阻抗不连续的结点产生反射。

影响特性阻抗的因素

影响特性阻抗的因素有:介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度。

2.1 渐变线

一些 RF 器件封装较小,SMD 焊盘宽度可能小至 12mils,而 RF 信号线宽可能达 50mils 以上,要用渐变线,禁止线宽突变。渐变线如图所示,过渡部分的线不宜太长。

2.2 拐角

RF 信号线如果走直角,拐角处的有效线宽会增大,阻抗不连续,引起信号反射。为了减小不连续性,要对拐角进行处理,有两种方法:切角和圆角。圆弧角的半径应足够大,一般来说,要保证:R>3W。如图右所示。

2.3 大焊盘

当 50 欧细微带线上有大焊盘时,大焊盘相当于分布电容,破坏了微带线的特性阻抗连续性。可以同时采取两种方法改善:首先将微带线介质变厚,其次将焊盘下方的地平面挖空,都能减小焊盘的分布电容。如下图。

2.4 过孔

过孔是镀在电路板顶层与底层之间的通孔外的金属圆柱体。信号过孔连接不同层上的传输线。过孔残桩是过孔上未使用的部分。过孔焊盘是圆环状垫片,它们将过孔连接至顶部或内部传输线。隔离盘是每个电源或接地层内的环形空隙,以防止到电源和接地层的短路。

● 过孔的寄生参数

若经过严格的物理理论推导和近似分析,可以把过孔的等效电路模型为一个电感两端各串联一个接地电容,如图 1 所示。

● 过孔的等效电路模型

从等效电路模型可知,过孔本身存在对地的寄生电容,假设过孔反焊盘直径为 D2,过孔焊盘的直径为 D1,PCB 板的厚度为 T,板基材介电常数为ε,则过孔的寄生电容大小近似于:过孔的寄生电容可以导致信号上升时间延长,传输速度减慢,从而恶化信号质量。同样,过孔同时也存在寄生电感,在高速数字 PCB 中,寄生电感带来的危害往往大于寄生电容。

它的寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,从而减弱整个电源系统的滤波效用。假设 L 为过孔的电感,h 为过孔的长度,d 为中心钻孔的直径。过孔近似的寄生电感大小近似于:过孔是引起 RF 通道上阻抗不连续性的重要因素之一,如果信号频率大于 1GHz,就要考虑过孔的影响。

减小过孔阻抗不连续性的常用方法有:采用无盘工艺、选择出线方式、优化反焊盘直径等。优化反焊盘直径是一种 常用的减小阻抗不连续性的方法。由于过孔特性与孔径、焊盘、反焊盘、层叠结构、出线方式等结构尺寸相关,建议每次设计时都要根据具体情况用 HFSS 和 Optimetrics 进行优化仿真当采用参数化模型时,建模过程很简单。在审查时,需要 PCB 设计人员提供相应的仿真文档。过孔的直径、焊盘直径、深度、反焊盘,都会带来变化,造成阻抗不连续性,反射和插入损耗的严重程度。

2.5 通孔同轴连接器

与过孔结构类似,通孔同轴连接器也存在阻抗不连续性,所以解决方法与过孔相同。减小通孔同轴连接器阻抗不连续性的常用方法同样是:采用无盘工艺、合适的出线方式、优化反焊盘直径。

fqj

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • pcb
    pcb
    +关注

    关注

    4193

    文章

    22376

    浏览量

    383957
  • 连接器
    +关注

    关注

    96

    文章

    12309

    浏览量

    132828
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    PCB设计阻抗连续的原因及解决方法

    一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲如何解决pcb设计阻抗连续的问题?解决PCB设计中的阻抗连续
    的头像 发表于 03-21 09:32 108次阅读

    SPI+DMA对Ws2812数据总是有个高电平为什么?

    SPI+DMA对Ws2812数据总是有个高电平 时钟没错,发送给DMA的数据大小也没问题,想不明白还有哪里的原因
    发表于 03-15 07:55

    PCB设计中会遇到的八种阻抗计算模型

    电子发烧友网站提供《PCB设计中会遇到的八种阻抗计算模型.docx》资料免费下载
    发表于 03-07 14:20 0次下载

    如何解决PCB设计总是有阻抗连续

    如果传输线是各向同性的,那么只要信号在传输,就始终存在一个电流 I,而如果信号的输出电压为 V,在信号传输过程中,传输线就会等效成一个电阻,大小为 V/I,把这个等效的电阻称为传输线的特性阻抗 Z。
    发表于 01-09 16:15 84次阅读
    如何解决<b class='flag-5'>PCB设计</b><b class='flag-5'>总是有</b><b class='flag-5'>阻抗</b>不<b class='flag-5'>连续</b>?

    什么是阻抗匹配?高速PCB设计为什么要控制阻抗匹配?

    什么是阻抗匹配?高速PCB设计为什么要控制阻抗匹配? 阻抗匹配是指在电路传输信号时,控制电路中信号源、传输线和负载之间的阻抗相等的过程,从而
    的头像 发表于 10-30 10:03 961次阅读

    PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办

    PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办? 在PCB设计中,阻抗匹配是非常重要的,尤其是在高
    的头像 发表于 10-20 14:33 317次阅读

    大神教你30条PCB设计时提升降噪与抗电磁干扰能力的技巧,必看!

    大神教你30条PCB设计时提升降噪与抗电磁干扰能力的技巧,必看!
    的头像 发表于 10-17 15:16 289次阅读

    PCB设计中遇到的阻抗连续问题及解决方法

    一站式PCBA智造厂家今天为大家讲讲PCB设计阻抗连续怎么办?PCB设计阻抗
    的头像 发表于 09-22 09:32 639次阅读
    <b class='flag-5'>PCB设计</b>中遇到的<b class='flag-5'>阻抗</b>不<b class='flag-5'>连续</b>问题及解决方法

    关于晶振那些让人震惊的PCB设计案例

    PCB设计就想笑,因为那是他开心的燃料。 历史总是有惊人的相似。 同样也是那样的个夜晚,同样也是在黎明之前。 同样是潇潇的电话,同样是器件焊不了。 毛毛这次是真炸毛了。 晶振被誉为电子设备的心脏
    发表于 07-31 14:29

    PCB设计也总有阻抗不能连续怎么办?

    PCB设计也总有阻抗不能连续怎么办? (以下文字均从网络转载,欢迎大家补充,指正。) 特性阻抗:又称“特征
    发表于 06-27 15:09

    高频高速PCB设计中的阻抗匹配,你了解多少?

    挑战。 在高速PCB设计中,阻抗匹配显得尤为重要,为减少在高速信号传输过程中的反射现象,必须在信号源、接收端以及传输线上保持阻抗的匹配。 般而言,单端信号线的
    发表于 05-26 11:30

    如何一招搞定PCB阻焊过孔问题?

    油过孔盖油是指过孔焊盘盖上油墨,焊盘上面没有锡,大部分电路板采用此工艺。过孔盖油设计的孔径建议大于0.5mm,孔径过大孔内集油墨定的品质隐患。过孔盖油在PCB设计文件转成Gerb
    发表于 04-19 10:07

    PCB设计走线的阻抗控制简介

    通道。  需要说明的是,在具体的PCB层叠设置时,要对以上原则进行灵活掌握和运用,根据实际单板的需求进行合理的分析,最终确定合适的层叠方案,切忌生搬硬套。  PCB设计走线的阻抗控制简介  在
    发表于 04-12 15:12

    PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办?

    点击关注,电磁兼容不迷路。PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办?大家都知道阻抗连续。但
    的头像 发表于 04-10 11:23 380次阅读
    <b class='flag-5'>PCB设计</b>总有几个<b class='flag-5'>阻抗</b>没法<b class='flag-5'>连续</b>的地方,<b class='flag-5'>怎么办</b>?

    PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办

    PCB设计总有几个阻抗没法连续的地方,怎么办?
    的头像 发表于 04-04 10:32 1280次阅读