迪士尼彩乐园

PCB设计中的阻抗匹配

time : 2019-06-01 15:46       作者:凡亿pcb

  阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。根据接入方式阻抗匹配有串行和并行两种方式,根据信号源频率阻抗匹配可分为低频和高频两种。

  1、高频信号一般使用串行阻抗匹配。串行电阻的阻值为20~75Ω,阻值大小与信号频率成正比,与PCB走线宽度和长度成反比。在嵌入式系统中,一般频率大于20M的信号,PCB走线长度大于5cm时都要加串行匹配电阻,例如系统中的时钟信号、数据和地址总线信号等。串行匹配电阻的作用有两个:

  (1)减少高频噪声以及边沿过冲。如果一个信号的边沿非常陡峭,则含有大量的高频成分,将会辐射干扰,另外,也容易产生过冲。串联电阻与信号线的分布电容以及负载输入电容等形成一个RC电路,这样就会降低信号边沿的陡峭程度。

  (2)减少高频反射以及自激振荡。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射,造成自激振荡。PCB板内走线的低频信号直接连通即可,一般不需要加串行匹配电阻。

  2、并行阻抗匹配又叫“终端阻抗匹配”,一般用在输入/输出接口端,主要指与传输电缆的阻抗匹配。例如,LVDS与RS422/485使用5类双绞线的输入端匹配电阻为100~120Ω;视频信号使用同轴电缆的匹配电阻为75Ω或50Ω、使用篇平电缆为300Ω。并行匹配电阻的阻值与传输电缆的介质有关,与长度无关,其主要作用也是防止信号反射、减少自激振荡。值得一提的是,阻抗匹配可以提高系统的EMI性能。此外,解决阻抗匹配除了使用串/并联电阻外,还可使用变压器来做阻抗变换,典型的例子如以太网接口、CAN总线等。