什么是PCB线路板走线阻抗

在印制电路板中，导线和走线通常由铜制成，因为它是除银以外电阻最小的元素。将欧姆表放在走线上，直流电阻几乎可以忽略不计。

交流阻抗不能说相同。与电阻不同，阻抗是基于频率的。所有导线和走线都会对来自任何驱动器的电流产生至少某种阻抗。通常，对于信号而言，通常必须有相当快的上升时间，以使走线阻抗成为问题，但重要的是要意识到走线阻抗存在并可能成为问题。

但是，为什么我们需要担心走线阻抗呢？为什么存在并且可以控制它？如果您听说过“受控阻抗”一词，则您可能已经知道可以控制阻抗了。但是要了解如何以及为什么，重要的一点是要了解走线阻抗的本质。

迹线阻抗如何工作

每条走线都有一个很小的，几乎无法区分的串联电感，沿着走线分布，与走线的横截面成反比关系。随着上升时间的增加，最终的阻抗变得更加明显。同样，每个走线都具有沿着走线和返回路径信号分布的电容，这是走线宽度和信号返回路径与走线之间材料介电常数的函数。同样，如果上升时间增加足够多，则电流试图流过该电容时产生的阻抗可能会很大。

您的驱动程序将所有迹线读取为分布式LC电路，而迹线AC阻抗则来自此分布式LC电路。这被认为是不受控制的阻抗。我们不努力设计走线环境以解决该阻抗问题，从而使电感和电容随走线的变化而变化。由于最终的阻抗通常对操作没有影响，因此无需浪费时间或金钱来设计控制方式。

控制阻抗

但是，如果我们担心阻抗对操作的影响，该怎么办？我们可以设计一条走线看起来像传输线的电路板，通过将其端接在其特征阻抗中来避免反射。设计受控阻抗电路如何工作？

当我们控制阻抗时，我们要确保沿着走线的每个点处的阻抗是恒定的，而不是像正常的不受控制的阻抗情况一样，一点到点地变化。为了控制阻抗，我们需要控制电路几何形状的三个特征：走线的宽度，信号返回路径和信号走线之间的间距以及走线周围材料的介电系数。您可能还需要解决走线的厚度。例如，同轴电缆是受控阻抗传输线。

您可以更改这些几何特征，只要您根据需要更改其他特征即可保持阻抗不变，因此这些方面之间的关系不会改变并且阻抗保持恒定。

PCB走线阻抗公式

为了制造阻抗受控的印刷电路板，必须能够测量阻抗。计算走线阻抗的最佳方法是使用走线阻抗计算器。您可以在线或在CAD软件中找到走线阻抗计算器。确定阻抗时需要考虑几个参数，包括：

l 走线宽度

l 痕迹厚度

l 层压板厚度

l 介电厚度

l 铜重量

一旦计算了所有相关参数，就可以调整以上所有参数（通常是走线宽度）以达到所需的阻抗。一旦认为阻抗处于可接受的范围内，就可以使用同一面板上同时制造的测试样片来测试电路板的有效性，因此可以获得良好的阻抗额定值，而又不会面临访问实际电路板上走线的挑战。测试试样的走线应与电路板走线相同，以便进行准确的测试。

通常，制造商会在生产面板的任一端上构建测试样板，以便通过测试两个样板，您可以获得非常可靠的阻抗读数，而不会损坏电路板。测试人员使用时域反射仪（TDR）或网络分析仪测量阻抗。

可以使用网络分析仪，实验室时域反射仪（TDR）或采用TDR技术的受控阻抗测试系统来测量阻抗。具有控制阻抗测试系统实践经验的工程师将运行阻抗测试，以确保高质量的结果。