PCB板設(shè)計阻抗匹配和零歐姆電阻作用解析
出處:面包板 發(fā)布于:2020-02-29 14:08:50
阻抗匹配
阻抗匹配是指信號源或者傳輸線跟負載之間的一種合適的搭配方式。根據(jù)接入方式阻抗匹配有串行和并行兩種方式;根據(jù)信號源頻率阻抗匹配可分為低頻和高頻兩種。
高頻信號一般使用串行阻抗匹配
串行電阻的阻值為20~75Ω,阻值大小與信號頻率成正比,與PCB走線寬度成反比。在嵌入式系統(tǒng)中,一般頻率大于20M的信號且PCB走線長度大于5cm時都要加串行匹配電阻,例如系統(tǒng)中的時鐘信號、數(shù)據(jù)和地址總線信號等。串行匹配電阻的作用有兩個:
§減少高頻噪聲以及邊沿過沖。如果一個信號的邊沿非常陡峭,則含有大量的高頻成分,將會輻射干擾,另外,也容易產(chǎn)生過沖。串聯(lián)電阻與信號線的分布電容以及負載輸入電容等形成一個RC電路,這樣就會降低信號邊沿的陡峭程度。
§減少高頻反射以及自激振蕩。當信號的頻率很高時,則信號的波長就很短,當波長短得跟傳輸線長度可以比擬時,反射信號疊加在原信號上將會改變原信號的形狀。如果傳輸線的特征阻抗跟負載阻抗不相等(即不匹配)時,在負載端就會產(chǎn)生反射,造成自激振蕩。PCB板內(nèi)走線的低頻信號直接連通即可,一般不需要加串行匹配電阻。
并行阻抗匹配又叫“終端阻抗匹配”
一般用在輸入/輸出接口端,主要指與傳輸電纜的阻抗匹配。例如,LVDS與RS422/485使用5類雙絞線的輸入端匹配電阻為100~120Ω;視頻信號使用同軸電纜的匹配電阻為75Ω或50Ω、使用扁平電纜為300Ω。并行匹配電阻的阻值與傳輸電纜的介質(zhì)有關(guān),與長度無關(guān),其主要作用也是防止信號反射、減少自激振蕩。
值得一提的是,阻抗匹配可以提高系統(tǒng)的EMI性能。此外,解決阻抗匹配除了使用串/并聯(lián)電阻外,還可使用變壓器來做阻抗變換,典型的例子如以太網(wǎng)接口、CAN總線等。
零歐姆電阻
l簡單的是做跳線用,如果某段線路不用,直接不焊接該電阻即可(不影響外觀)。
l在匹配電路參數(shù)不確定的時候,以零歐姆代替,實際調(diào)試的時候,確定參數(shù),再以具體數(shù)值的元件代替。
l想測某部分電路的工作電流時,可以去掉零歐姆電阻,接上電流表,這樣方便測量電流。
l在布線時,如果實在布不過去了,也可以加一個零歐姆的電阻起跨接作用。
l在高頻信號網(wǎng)絡(luò)中,充當電感或電容(起阻抗匹配作用,零歐姆電阻也有阻抗)。充當電感用時,主要是解決EMC問題。
l單點接地,例如模擬地與數(shù)字地的單點對接共地。
l配置電路,可以取代跳線和撥碼開關(guān)。有時用戶會亂動設(shè)置,易引起誤會,為了減少維護費用,應(yīng)用零歐姆電阻代替跳線等焊在板子上。
l系統(tǒng)調(diào)試用,例如將系統(tǒng)分成幾個模塊,模塊間的電源與地用零歐姆電阻分開,調(diào)試階段發(fā)現(xiàn)電源或地短路時,去掉零歐姆電阻可縮小查找范圍。
上述功能也可使用“磁珠”替代。零歐姆電阻與磁珠雖然功能上有點類似,但存在本質(zhì)差別,前者呈阻抗特性,后者呈感抗特性。磁珠一般用在電源與地網(wǎng)絡(luò)中,有濾波作用。
工欲善其事,必先利其器,更好的了解阻抗匹配和零歐姆電阻,讓PCB設(shè)計與制造更簡單。
版權(quán)與免責聲明
凡本網(wǎng)注明“出處:維庫電子市場網(wǎng)”的所有作品,版權(quán)均屬于維庫電子市場網(wǎng),轉(zhuǎn)載請必須注明維庫電子市場網(wǎng),http://www.udpf.com.cn,違反者本網(wǎng)將追究相關(guān)法律責任。
本網(wǎng)轉(zhuǎn)載并注明自其它出處的作品,目的在于傳遞更多信息,并不代表本網(wǎng)贊同其觀點或證實其內(nèi)容的真實性,不承擔此類作品侵權(quán)行為的直接責任及連帶責任。其他媒體、網(wǎng)站或個人從本網(wǎng)轉(zhuǎn)載時,必須保留本網(wǎng)注明的作品出處,并自負版權(quán)等法律責任。
如涉及作品內(nèi)容、版權(quán)等問題,請在作品發(fā)表之日起一周內(nèi)與本網(wǎng)聯(lián)系,否則視為放棄相關(guān)權(quán)利。
- LDO 電源 PCB 設(shè)計從原理到布局要點2025/9/4 16:28:44
- 深度剖析 PCB 晶振設(shè)計:工作原理與詳細步驟指南2025/9/3 11:02:26
- PCB走線,盲目拉線,拉了也是白拉!2025/8/22 16:08:34
- 攻克電源 PCB 設(shè)計難題:開關(guān)電源與 LDO 布局布線全解析2025/8/21 16:24:37
- DDR4 堆疊模組熱仿真:案例分析與散熱提升方案2025/8/18 17:03:49