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PCB設(shè)計(jì)公司解析PCB板設(shè)計(jì)中匹配電阻的作用

發(fā)布時(shí)間 :2021-02-07 15:51 閱讀 : 來(lái)源 :技術(shù)文章責(zé)任編輯 :深圳宏力捷PCB設(shè)計(jì)部
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一、PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配

PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配是指信號(hào)源或者傳輸線跟負(fù)載之間的一種合適的搭配方式。根據(jù)接入方式PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配有串行和并行兩種方式;根據(jù)信號(hào)源頻率PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配可分為低頻和高頻兩種。
 
高頻信號(hào)一般使用串行PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配
串行電阻的阻值為20~75Ω,阻值大小與信號(hào)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(hào)且PCB走線長(zhǎng)度大于5cm時(shí)都要加串行匹配電阻,例如系統(tǒng)中的時(shí)鐘信號(hào)、數(shù)據(jù)和地址總線信號(hào)等。串行匹配電阻的作用有兩個(gè):
 
1. 減少高頻噪聲以及邊沿過(guò)沖。如果一個(gè)信號(hào)的邊沿非常陡峭,則含有大量的高頻成分,將會(huì)輻射干擾,另外,也容易產(chǎn)生過(guò)沖。串聯(lián)電阻與信號(hào)線的分布電容以及負(fù)載輸入電容等形成一個(gè)RC電路,這樣就會(huì)降低信號(hào)邊沿的陡峭程度。
 
2. 減少高頻反射以及自激振蕩。當(dāng)信號(hào)的頻率很高時(shí),則信號(hào)的波長(zhǎng)就很短,當(dāng)波長(zhǎng)短得跟傳輸線長(zhǎng)度可以比擬時(shí),反射信號(hào)疊加在原信號(hào)上將會(huì)改變?cè)盘?hào)的形狀。如果傳輸線的特征阻抗跟負(fù)載阻抗不相等(即不匹配)時(shí),在負(fù)載端就會(huì)產(chǎn)生反射,造成自激振蕩。PCB板內(nèi)走線的低頻信號(hào)直接連通即可,一般不需要加串行匹配電阻。
 
PCB設(shè)計(jì)公司
 
并行PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配又叫“終端PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配”
一般用在輸入/輸出接口端,主要指與傳輸電纜的PCB設(shè)計(jì)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(hào)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(zhǎng)度無(wú)關(guān),其主要作用也是防止信號(hào)反射、減少自激振蕩。
 
值得一提的是,PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配可以提高系統(tǒng)的EMI性能。此外,解決PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配除了使用串/并聯(lián)電阻外,還可使用變壓器來(lái)做阻抗變換,典型的例子如以太網(wǎng)接口、CAN總線等。
 
二、零歐姆電阻
1. 最簡(jiǎn)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)。
2. 在匹配電路參數(shù)不確定的時(shí)候,以零歐姆代替,實(shí)際調(diào)試的時(shí)候,確定參數(shù),再以具體數(shù)值的元件代替。
3. 想測(cè)某部分電路的工作電流時(shí),可以去掉零歐姆電阻,接上電流表,這樣方便測(cè)量電流。
4. 在PCB設(shè)計(jì)布線時(shí),如果實(shí)在布不過(guò)去了,也可以加一個(gè)零歐姆的電阻起跨接作用。
5. 在高頻信號(hào)網(wǎng)絡(luò)中,充當(dāng)電感或電容(起PCB設(shè)計(jì)阻抗匹配作用,零歐姆電阻也有阻抗)。充當(dāng)電感用時(shí),主要是解決EMC問(wèn)題。
6. 單點(diǎn)接地,例如模擬地與數(shù)字地的單點(diǎn)對(duì)接共地。
7. 配置電路,可以取代跳線和撥碼開關(guān)。有時(shí)用戶會(huì)亂動(dòng)設(shè)置,易引起誤會(huì),為了減少維護(hù)費(fèi)用,應(yīng)用零歐姆電阻代替跳線等焊在板子上。
8. 系統(tǒng)調(diào)試用,例如將系統(tǒng)分成幾個(gè)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(shí),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(diǎn)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。
 
PCB設(shè)計(jì)公司
 

PCB設(shè)計(jì)能力

最高信號(hào)設(shè)計(jì)速率:10Gbps CML差分信號(hào);
最高PCB設(shè)計(jì)層數(shù):40層;
最小線寬:2.4mil;
最小線間距:2.4mil;
最小BGA PIN 間距:0.4mm;
最小機(jī)械孔直徑:6mil;
最小激光鉆孔直徑:4mil;
最大PIN數(shù)目:;63000+
最大元件數(shù)目:3600;
最多BGA數(shù)目:48+。
 
PCB設(shè)計(jì)公司
 

PCB設(shè)計(jì)服務(wù)流程

1. 客戶提供原理圖咨詢PCB設(shè)計(jì);
2. 根據(jù)原理圖以及客戶設(shè)計(jì)要求評(píng)估報(bào)價(jià);
3. 客戶確認(rèn)報(bào)價(jià),簽訂合同,預(yù)付項(xiàng)目定金;
4. 收到預(yù)付款,安排工程師設(shè)計(jì);
5. 設(shè)計(jì)完成后,提供文件截圖給客戶確認(rèn);
6. 客戶確認(rèn)OK,結(jié)清余款,提供PCB設(shè)計(jì)資料。


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