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什么是控制阻抗及其測量方式？
控制阻抗最常見的例子之一是將天線連接到電視的電纜。該電纜可以是由圓形的內(nèi)部導(dǎo)體組成的同軸電纜，該內(nèi)部導(dǎo)體與外部圓柱形導(dǎo)體分開，通常通過絕緣子將其稱為屏蔽。導(dǎo)體和絕緣子的尺寸以及絕緣子的電氣特性都經(jīng)過仔細(xì)控制，以確定其電場的形狀，強度和相互作用，這將決定電纜的電阻抗。
類似地，為了實現(xiàn)受控阻抗，在印刷電路板上使用了許多不同的走線配置。
了解受控阻抗
受控阻抗板使用平面層作為屏蔽層，使用層壓板作為絕緣體，導(dǎo)體使用走線。板上走線的阻抗取決于其尺寸和所用材料。
必須非常仔細(xì)地設(shè)計參數(shù)，然后在制造過程中復(fù)制這些參數(shù)，以確保符合規(guī)格。
阻抗以歐姆為單位，但不要與電阻相混淆。電阻是直流特性；阻抗是包括信號頻率的交流電特性。對于那些連接到需要兩，三百MHz或更高頻率的組件的走線，信號頻率至關(guān)重要。
顯然，電線，電纜和走線的主要目的是將信號功率從一個小工具傳遞到另一種小工具，并且在阻抗匹配時會傳遞最大信號功率。回到電視，天線具有自然的特性阻抗。要將最大信號功率從天線傳輸?shù)诫娎|，需要電纜阻抗與天線阻抗匹配。此外，電視阻抗必須與電纜阻抗匹配。如果您有匹配的系統(tǒng)；天線到電纜以及電纜到電視，則最佳信號從天線傳遞到電纜，再傳遞到電視。如果不是，則不會發(fā)生最大的信號傳輸。然后，只有一部分信號功率從發(fā)送設(shè)備傳輸?shù)浇邮赵O(shè)備，無論是導(dǎo)線，同軸電纜還是走線。
將天線連接到電視的阻抗不正確的電纜將僅導(dǎo)致天線收集的一部分電視信號從天線進入電纜。有些會反射回天線以重新輻射。電視將無法獲得最佳信號，并且圖像質(zhì)量可能會受到影響。一些信號也將反射回電纜中，從而導(dǎo)致電視的可用信號損失更多。然后，在某個點，已通過電纜移回到天線的反射信號將再次遇到阻抗差異，并且將發(fā)生信號的另一部分反射。
該反射信號最終比原始信號晚第二次到達電視，從而使電視顯示同一圖片的多個副本：原始信號和延遲的反射信號，就像回聲一樣。如果信號已經(jīng)通過一系列電路板和電線將傳感器信息傳遞到汽車的燃油噴射系統(tǒng)，則該數(shù)據(jù)的一部分可能會來回反彈幾次，從而導(dǎo)致汽車停止平穩(wěn)行駛。
完全相同的因素適用于通過印刷電路板上的走線進行信號傳輸。載有高頻信號的走線必須設(shè)計成與驅(qū)動器和接收器設(shè)備的阻抗匹配。走線越長，或者涉及的頻率越大，則越需要控制走線阻抗。電路板制造商通過改變走線或?qū)訅喊宓某叽缁驒M截面積以及間距來控制阻抗。
一旦電路板上裝有元件，就很難評估無與倫比的阻抗問題。組件可以具有一定的公差范圍；一批可以容忍阻抗不匹配，而另一批則不能容忍。部件的特性可能隨溫度變化，并且組件的工作溫度變化可能會帶來問題。在這種情況下，更換組件似乎可以解決問題，導(dǎo)致該組件成為可疑的原因而不是跟蹤。當(dāng)真正的問題是走線阻抗不匹配時，可能會導(dǎo)致組件和組裝的額外成本。PCB設(shè)計人員必須指定走線阻抗和容差，并且電路板制造商必須滿足這些規(guī)范。
隨著電子電路的運行速度的提高，對印刷電路板具有受控阻抗的需求也因此增加，因此，大多數(shù)電路板制造商都在生產(chǎn)它們。
跟蹤阻抗計算器
阻抗取決于許多參數(shù)，包括但不限于走線寬度，走線厚度和層壓板厚度。計算阻抗時，電介質(zhì)厚度，Dk，走線寬度，銅重量以及任何特殊參數(shù)都應(yīng)考慮在內(nèi)。然后可以調(diào)整走線寬度，以獲得所需的阻抗。
通過測試程序確定木板的可接受性。但是，通常不是在實際的板上進行測試，而是在同一時間在同一面板上制造的一個或多個測試樣板上進行測試。之所以使用優(yōu)惠券，是因為受控的阻抗走線并不總是易于訪問以進行測試，也不符合長度要求，并且沒有分支走線或焊盤可以進行測試。
典型的測試樣板是與產(chǎn)品板具有完全相同的層和走線結(jié)構(gòu)的板。優(yōu)惠券走線的寬度和寬度與電路板上的受控阻抗走線相同，并具有相同的孔徑代碼（D代碼）和平面。
通常在生產(chǎn)面板的每一端都可以找到受控的阻抗試樣，以幫助確保試樣代表整個面板。測試2個試樣將驗證到高置信度水平，即面板上的跡線寬度，跡線厚度，層壓板高度等沒有變化。許多電路板制造商使用測試樣板的尺寸來檢查其過程所產(chǎn)生的產(chǎn)品整體質(zhì)量。這樣的測試可以非常精確地衡量生產(chǎn)的一致性，而無需犧牲板的微觀截面。
走線阻抗計算器通常使用網(wǎng)絡(luò)分析儀，實驗室時域反射儀（TDR）或采用TDR技術(shù)測量阻抗的受控阻抗測試系統(tǒng)。
網(wǎng)絡(luò)分析儀和實驗室TDR是高度復(fù)雜和復(fù)雜的實驗室儀器，通常需要由熟練的工程師小心操作。使用TDR測量技術(shù)的專門為在印刷電路板上測量受控阻抗而設(shè)計的受控阻抗測試系統(tǒng)是業(yè)界最常用的設(shè)備。
TDR通過受控的阻抗電纜和匹配的阻抗探頭將非常快的電階躍信號施加到試樣。每當(dāng)阻抗值發(fā)生變化時，部分信號功率就會反射回TDR，并由儀器進行測量。
將TDR看作是雷達或聲納站，在聲納情況下，它會通過空中或水中廣播信號。當(dāng)該信號撞擊物體時，它會反射回信號發(fā)射站，并在屏幕上和/或在音頻上轉(zhuǎn)換為“斑點”。發(fā)射脈沖與接收反射信號之間的時間延遲與到物體的距離成正比，并可以指示其方向，速度等。TDR沿跡線傳輸其信號，當(dāng)遇到異常時，該信號的一部分會反射回儀器。反射信號的大小與不連續(xù)性的值有關(guān)。跡線橫截面積的變化，到其平面或返回路徑的距離或到其他焊盤和跡線的接近度都將引起阻抗的變化并引起反射。根據(jù)數(shù)據(jù)，可以繪制阻抗及其變化曲線。屆時，信息將由電路板制造商進行評估。
如果它在電路板設(shè)計者確定的公差范圍內(nèi)，則可接受電路板。不符合規(guī)格可能會導(dǎo)致進一步加工和/或評估用于制造面板的材料和設(shè)備。最好在內(nèi)部而不是作為外部服務(wù)進行TDR測試。這允許進行過程中測試以及更好的控制和制造速度。灣區(qū)電路在我們的內(nèi)部實驗室中對受控阻抗進行了所有TDR測試。