PCB设计中的阻抗匹配与0欧电阻
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谈谈嵌入式系统PCB 设计中的阻抗般配与0 欧电阻1、阻抗般配阻抗般配是指信号源也许传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。
依照接入方式阻抗般配有串行和并行两种方式;依照信号源频率阻抗般配可分为低频和高频两种。
〔1〕高频信号一般使用串行阻抗般配。
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时都要加串行般配电阻,比方系统中的时钟信号、数据和地址总线信号等。
串行般配电阻的作用有两个:◆ 减少高频噪声以及边沿过冲。
若是一个信号的边沿特别陡峭,那么含有大量的高频成分,将会辐射搅乱,其他,也简单产生过冲。
串通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。
◆ 减少高频反射以及自激振荡。
当信号的频率很高时,那么信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比较时,反射信号叠加在原信号大将会改变原信号的形状。
若是传输线的特色阻抗跟负载阻抗不相等〔即不般配〕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〕并行阻抗般配又叫“终端阻抗般配〞,一般用在输入 / 输出接口端,主要指与传输电缆的阻抗般配。
比方, LVDS与 RS422/485 使用 5 类双绞线的输入端般配电阻为 100~120Ω;视频信号使用同轴电缆的般配电阻为 75Ω或 50Ω、使用篇平电缆为 300Ω。
并行般配电阻的阻值与传输电缆的介质有关,与长度没关,其主要作用也是防范信号反射、减少自激振荡。
值得一提的是,阻抗般配可以提高系统的 EMI 性能。
其他,解决阻抗般配除了使用串 / 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。
2、0 欧电阻的作用(1〕最简单的是做跳线用,若是某段线路不用,直接不焊接该电阻即可〔不影响外观〕。
0欧电阻的作用(2008-07-08 20:06:53)标签:杂谈0欧电阻的作用大概有以下几个功能:①做为跳线使用。
这样既美观,安装也方便。
②在数字和模拟等混合电路中,往往要求两个地分开,并且单点连接。
我们可以用一个0欧的电阻来连接这两个地,而不是直接连在一起。
这样做的好处就是,地线被分成了两个网络,在大面积铺铜等处理时,就会方便得多。
附带提示一下,这样的场合,有时也会用电感或者磁珠等来连接。
③做保险丝用。
由于PCB上走线的熔断电流较大,如果发生短路过流等故障时,很难熔断,可能会带来更大的事故。
由于0欧电阻电流承受能力比较弱(其实0欧电阻也是有一定的电阻的,只是很小而已),过流时就先将0欧电阻熔断了,从而将电路断开,防止了更大事故的发生。
有时也会用一些阻值为零点几或者几欧的小电阻来做保险丝。
不过不太推荐这样来用,但有些厂商为了节约成本,就用此将就了。
④为调试预留的位置。
可以根据需要,决定是否安装,或者其它的值。
有时也会用*来标注,表示由调试时决定。
⑤作为配置电路使用。
这个作用跟跳线或者拨码开关类似,但是通过焊接固定上去的,这样就避免了普通用户随意修改配置。
通过安装不同位置的电阻,就可以更改电路的功能或者设置地址。
0欧的电阻不但有卖,而且还有不同的规格呢,一般是按功率来分,如1/8瓦,1/4瓦等等。
上下拉电阻:1.当TTL电路驱动COMS电路时,如果TTL电路输出的高电平低于COMS电路的最低高电平(一般为3.5V),这时就需要在TTL的输出端接上拉电阻,以提高输出高电平的值。
2.OC门电路必须加上拉电阻,以提高输出的搞电平值。
3.为加大输出引脚的驱动能力,有的单片机管脚上也常使用上拉电阻。
4.在COMS芯片上,为了防止静电造成损坏,不用的管脚不能悬空,一般接上拉电阻产生降低输入阻抗,提供泄荷通路。
5.芯片的管脚加上拉电阻来提高输出电平,从而提高芯片输入信号的噪声容限增强抗干扰能力。
6.提高总线的抗电磁干扰能力。
阻抗匹配概念阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。
这种匹配条件称为共扼匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。
最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。
对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。
阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。
PCB(Printed Circuit Board)阻抗设计是在设计PCB时考虑电路中信号传输的特性,以确保信号完整性和性能稳定。
阻抗匹配是为了避免信号在传输过程中发生反射、衰减或串扰。
以下是在进行PCB 阻抗设计时的一些建议和要求:1. 信号完整性:阻抗设计的主要目标是确保信号在传输过程中保持完整性,避免信号失真、反射和干扰。
良好的阻抗匹配有助于维持信号的稳定性。
2. 标准阻抗值:使用标准的阻抗值,如50欧姆或75欧姆,以便与常见的信号传输线和接口标准匹配。
这有助于简化设计,并使PCB与其他设备更好地兼容。
3. 差分对阻抗匹配:对于差分信号传输线,确保差分对之间的阻抗匹配。
这对于高速差分信号的传输非常重要,以防止串扰和失真。
4. 信号层阻抗控制:在PCB的不同信号层之间和信号层内,保持一致的阻抗。
这有助于避免信号通过不同层时引起的阻抗变化。
5. 匹配传输线阻抗:选择和匹配PCB上的传输线阻抗,例如微带线、同轴电缆等。
确保这些线的阻抗与设计要求一致。
6. 差分对距离:对于高速差分信号,控制差分对之间的距离,以减小串扰和确保信号匹配。
7. 避免尖峰信号:尽量避免出现尖峰信号,因为这可能导致信号反射。
采用合适的电源和信号滤波可以减小尖峰信号的产生。
8. 考虑环境因素:在阻抗设计中考虑环境因素,例如温度变化、湿度等,以确保PCB 在不同条件下仍能维持稳定的阻抗特性。
9. 使用仿真工具:使用PCB设计仿真工具,如HFSS、SIwave等,进行阻抗匹配仿真,以优化设计并确保其满足要求。
10. 测试和验证:进行PCB生产后的阻抗测试,以验证实际制造的PCB是否符合设计要求。
综合考虑以上因素,可以确保PCB阻抗设计满足性能需求,有助于提高信号传输的质量和可靠性。
谈谈嵌入式系统PCB设计中的阻抗匹配与0欧电阻1、阻抗匹配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:◆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。
◆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。
2、0欧电阻的作用(1)最简单的是做跳线用,如果某段线路不用,直接不焊接该电阻即可(不影响外观)。
(2)在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。
0Ω电阻阻值大小与过电流能力+巧用0Ω电阻设计PCB板一、讨论0Ω电阻到底能过多大电流?这个问题想必每位硬件工程师都查过。
而与之相关的还有一个问题,那就是0Ω电阻的阻值到底有多大?这两个问题本来是很简单的,答案应该也是很明确的,但网上网友却给出了不尽相同的答案。
有的人说0Ω电阻是50mΩ,还有的人说其实只有20mΩ;有的人说只能过1A电流,还有的人说可以过1.5A……。
那么,到底是多大呢?二、0Ω电阻阻值大小针对这两个问题,我专门查了一下电阻的标准。
根据电阻标准文件记载,0Ω电阻的阻值是0Ω,但也会有偏差。
0Ω最大电阻偏差有三种可以选择,分别为10mΩ、20mΩ和50mΩ。
也就是说,0Ω电阻偏差可以允许有多种偏差,这主要看电阻厂商做的是哪种了。
在几大品牌的普通0Ω电阻规格书查看了一下,发现它们标注的0Ω电阻,最大阻值都是50mΩ。
由此可以得出结论:常用的普通0Ω电阻的阻值最大不超过50mΩ。
三、0Ω电阻的过流能力网上还有一种观点,认为0Ω电阻的电流是根据功率算出来的,电阻按照50mΩ来算。
这样的话,0805的电阻功率一般为1/8W,算出额定电流应该是1.58A。
但是,在几大品牌的规格书发现,都是2A,与计算出来的有些出入。
额定电流综合之后的表格如下:常规的电阻的电流都不大,按照综合后的最小值来选的话,最大的也就2A。
如果设计电路时发现,我要用3A或4A的0Ω电阻,那该怎么办呢?其实很简单,可以用2个0Ω电阻并联起来就行了。
怎么有的封装变大了,但过流并没有增加呢?例如,0805和1206都是2A,在这里应该是额定电流虽然没有增加,但瞬间电流应该是能过更大了。
如果你打开的电阻规格书,就会发现写了两个参数,一个是额定电流,另一个是最大电流。
额定电流都是2A,但最大电流0805是5A,1206是10A。
注:Jumper就是0Ω电阻(标准文件就是这么写的,如下图所示)。
四、特殊大额定电流的0Ω电阻如果是更大的电流,也是电阻可选的。
PCB阻抗匹配总结网名:chinawei97qq: 1219658831做硬件工程师好几年,有最初的不做阻抗,到后面认为做阻抗是PCB厂家的事情,导致设计的pcb交给pcb厂家后重新修改修改布线,影响项目进度,下面把总结写在后面,以面再犯同样的错误。
做4层板,正片工艺,这样就对做半孔工艺带来加工不方便,半孔工艺会带来价格的增加,单价增加0.05元/cm21.6mm厚度的4层PCB板加工,建议做阻抗设计的时候按照1.5mm厚度进行设计,剩下0.1mm厚度留给工厂作为其他工艺要求用(后制诚厚度,绿油、丝印等)。
(1)满足我们TOP层及BOTTOM层5mil线宽单端阻抗控制为55ohm,见附图一;(2)满足差分线阻抗为100ohm,见附图二附图二一般是通过调整层与层之间的填充(如FR-4)的厚度来满足整个板厚及阻抗控制(单端阻抗与填充厚度及导线宽度有关)的要求。
0.5OZ的铜相当于1.2mil ,1OZ的铜相当于1.9mil 。
4层板来说,第一、第二层的厚度和第三、第四层的厚度相同,这样平衡对称有利用PCB板加工和使用,放置翘板。
采用了外层1.7mil 内层1.4mil 的填充工艺。
采用外层1OZ,内存0.5OZ 的工艺。
附图一中H1为第一层、第二层的间距为3MIL 这样第三层、第四层也为3MIL; 整板厚度为1.6mm,取1.5mm 等于 60mil 。
叠层设计的厚度为:1.7+1.7+1.4+1.4+3+3+47.8,大致设计以后可以参考candece下面的计算,见附图三。
具体阻抗要求还是以工厂为准。
附图三差分阻抗比单端阻抗还要多一个影响参数间距,和要设置Coupling Type 对线的类型,参考附图二的trace separation 中S1 参数为 6.5mil ,allegro 计算如附图四。
附图四总结:线径越窄、电源/地越远、隔离层的阶电常数越低,特征阻抗就越大。
(1) 在相条件下,在同一个层面,阻抗值(单端、差分)和线宽成反比;(2) 在相条件下,在同一个层面,差分阻抗值和间距成正比;(3) 在相条件下,阻抗和板厚成反比;(4) allergro 计算阻抗相对于Polar Si8000 这样的专业软件还是误差比较大,由于PCB的各个厂家工艺水平的不一样,计算出来的阻抗值有一定误差。
0欧姆电阻的重要作用,PCB工程一定要知道的[ r e p l y v i e w ]0欧姆电阻的作用1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。
2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)3,在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。
4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。
5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻6,在高频信号下,充当电感或电容。
(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。
如地与地,电源和IC Pin间7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。
)8,熔丝作用*模拟地和数字地单点接地*只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。
如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。
地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。
人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。
虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。
如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。
不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。
对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。
电容隔直通交,造成浮地。
电感体积大,杂散参数多,不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。
电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。
*跨接时用于电流回路*当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。
2006-4-25 11:35
2006-4-29 16:03
2006-5-14 13:54
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。
电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。
1、参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω),倍率单位有:千欧(KΩ),兆欧(MΩ)等。
换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧
电阻的参数标注方法有3种,即直标法、色标法和数标法。
a、数标法主要用于贴片等小体积的电路,如:472 表示 47×100Ω(即4.7K); 104则表示100K
b、色环标注法使用最多,现举例如下:
四色环电阻五色环电阻(精密电阻)
2、电阻的色标位置和倍率关系如下表所示:
颜色有效数字倍率允许偏差(%)
银色 / x0.01 ±10
金色 / x0.1 ±5
黑色 0 +0 /
棕色 1 x10 ±1
红色 2 x100 ±2
橙色 3 x1000 /
黄色 4 x10000 /
绿色 5 x100000 ±0.5
蓝色 6 x1000000 ±0.2
紫色 7 x10000000 ±0.1
灰色 8 x100000000 /。
0欧姆电阻的重要作用,PCB工程一定要知道的1,在电路中没有任何功能,只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因。
2,可以做跳线用,如果某段线路不用,直接不贴该电阻即可(不影响外观)3,在匹配电路参数不确定的时候,以0欧姆代替,实际调试的时候,确定参数,再以具体数值的元件代替。
4,想测某部分电路的耗电流的时候,可以去掉0ohm电阻,接上电流表,这样方便测耗电流。
5,在布线时,如果实在布不过去了,也可以加一个0欧的电阻6,在高频信号下,充当电感或电容。
(与外部电路特性有关)电感用,主要是解决EMC问题。
如地与地,电源和IC Pin间7,单点接地(指保护接地、工作接地、直流接地在设备上相互分开,各自成为独立系统。
)8,熔丝作用*模拟地和数字地单点接地*只要是地,最终都要接到一起,然后入大地。
如果不接在一起就是"浮地",存在压差,容易积累电荷,造成静电。
地是参考0电位,所有电压都是参考地得出的,地的标准要一致,故各种地应短接在一起。
人们认为大地能够吸收所有电荷,始终维持稳定,是最终的地参考点。
虽然有些板子没有接大地,但发电厂是接大地的,板子上的电源最终还是会返回发电厂入地。
如果把模拟地和数字地大面积直接相连,会导致互相干扰。
不短接又不妥,理由如上有四种方法解决此问题:1、用磁珠连接;2、用电容连接;3、用电感连接;4、用0欧姆电阻连接。
磁珠的等效电路相当于带阻限波器,只对某个频点的噪声有显著抑制作用,使用时需要预先估计噪点频率,以便选用适当型号。
对于频率不确定或无法预知的情况,磁珠不合。
电容隔直通交,造成浮地。
电感体积大,杂散参数多,不稳定。
0欧电阻相当于很窄的电流通路,能够有效地限制环路电流,使噪声得到抑制。
电阻在所有频带上都有衰减作用(0欧电阻也有阻抗),这点比磁珠强。
*跨接时用于电流回路*当分割电地平面后,造成信号最短回流路径断裂,此时,信号回路不得不绕道,形成很大的环路面积,电场和磁场的影响就变强了,容易干扰/被干扰。
高速PCB设计中的阻抗匹配1、阻抗匹配阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这说明全部能量都被负载吸收了。
反之则在传输中有能量损失。
在高速PCB设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
PCB走线什么时候需要做阻抗匹配?不主要看频率,而关键是看信号的边沿陡峭程度,即信号的上升/下降时间,一般认为假如信号的上升/下降时间〔按10%〜90%计〕小于6倍导线延时,就是高速信号,必需留意阻抗匹配的问题。
导线延时一般取值为150ps/inch。
特征阻抗信号沿传输线传播过程当中,假如传输线上各处具有一致的信号传播速度,并且单位长度上的电容也一样,那么信号在传播过程中总是看到完全一致的瞬间阻抗。
由于在整个传输线上阻抗维持恒定不变,我们给出一个特定的名称,来2、表示特定的传输线的这种特征或者是特性,称之为该传输线的特征阻抗。
特征阻抗是指信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值。
特征阻抗与PCB导线所在的板层、PCB所用的材质〔介电常数〕、走线宽度、导线与平面的距离等因素有关,与走线长度无关。
特征阻抗可以使用软件计算。
高速PCB布线中,一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆,这是个大约的数字。
一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线〔差分〕为100欧姆。
常见阻抗匹配的方式1、串联终端匹配在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。
匹配电阻选择原则:匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和等于传输线的特3、征阻抗。
常见的CMOS和TTL驱动器,其输出阻抗会随信号的电平大小改变而改变。
因此,对TTL或CMOS电路来说,不行能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配,全部的负载必需接到传输线的末端。
串联匹配是最常用的终端匹配方法。
探析高速PCB设计中不同频率电路的阻抗匹配及途径摘要:在能量传输过程中,最常见是阻抗匹配。
进行数据传输的线路阻抗需要在数值上与负载阻抗基本一致,由此在传输过程中阻止反射作用的发生,此时主要由负载吸收产生的一切能量。
否则,预示着能量在传输中发生了损失。
高速PCB 设计工作中,信号的质量好坏直接与阻抗匹配相关。
本文以高速 PCB 设计中存在的阻抗匹配问题为研究对象,通过分析高速 PCB 阻抗的产生原理,分别介绍了高频电路、低频电路中阻抗匹配的原则,论述了阻抗匹配常采用的串联或者并联电阻的手段。
最后,以具体实例分析了高频电路中阻抗匹配时选用串联或者并联匹配需要注意的适用原则,即串联匹配要靠近源端,而并联匹配则需要靠近负载。
关键词:高速PCB;阻抗匹配;频率一、阻抗匹配产生首先,选择直流电压源中负载方面的内容。
任意电压器件内部都会存在内阻因素,所以在实际工作中常把电压源看作为一个理想的电压源串联一个电阻r的组合样式。
电压源的负载电阻定为R,电动势定义为U,电源的内阻定义为r,在此基础上就可以运算获得电阻R上通过的电流值,即I=U/(R+r)。
当电源的负载电阻R值变小时,其输出电流变大。
负载R上的电压可以表示为UO=IR=U[1+(R/ r)]。
可以得出,如果负载电阻R变大,那么其输出电压值UO就会变高。
那么,电阻R上消耗的功率为:对于已经给定的信号源,其内阻r是固定的,其负载电阻R可以根据需要自行选择。
(R-r)(R-r)/R中,如果R=r,(R-r)(R-r)/R能够获得最小值0,此时负载电阻R获得的最大输出功率为Pmax=UU/(4r)。
换句话说,在数值上,如果负载电阻和信号源内阻基本一致,那么在此负载上可以得到最大的输出功率。
上述结论在低频电路与高频电路中一样可以应用。
二、不同频率电路中的阻抗匹配2.1低频电路中的阻抗匹配处于低频电路时,通常不会对传输线互相匹配问题考虑过多,一般只权衡负载和信号源间的实际情况。
PCB设计中的层叠阻抗匹配技术PCB设计中的层叠阻抗匹配技术是一种在多层PCB中实现信号传输时需考虑的重要技术。
在高频信号传输中,为了确保信号在PCB中能够稳定传输且不受干扰,需要进行阻抗匹配以保证信号的传输质量。
层叠PCB通常由内层和外层构成,不同层之间通过介质层隔离。
在设计过程中,我们需要考虑每一层的阻抗匹配,以确保信号在传输过程中不会出现反射、损耗等问题。
层叠阻抗匹配技术主要包括以下几个方面:1. 层间阻抗匹配:在层叠PCB中,内层和外层之间的阻抗匹配是非常关键的。
通过调整不同层之间的介质厚度和介电常数,可以实现目标阻抗值的匹配。
同时,还需要考虑不同层之间的引线长度,以避免信号传输过程中的干扰。
2. 差分信号阻抗匹配:差分信号在高速传输中具有较好的抗干扰性能,但在设计过程中需要确保差分信号对的阻抗匹配。
通过调整差分线的宽度、间距等参数,可以实现差分信号对的阻抗匹配,提高信号传输的质量。
3. 端口阻抗匹配:在PCB设计中,信号源和负载的阻抗匹配也是非常重要的。
通过设计匹配网络或使用阻抗变换器等方法,可以实现信号源和负载的阻抗匹配,减小信号反射和损耗。
在实际的PCB设计中,可采用仿真软件进行阻抗匹配的设计和分析。
通过仿真模拟不同参数的调整,可以找到最佳的阻抗匹配方案,提高PCB设计的成功率。
总的来说,PCB设计中的层叠阻抗匹配技术是实现高速信号传输和抗干扰的关键技术之一。
设计人员需要充分了解不同阻抗匹配技术的原理和方法,灵活运用在实际的项目中,以确保PCB设计的性能和稳定性。
通过不断的实践和优化,可以提高PCB设计的质量和效率,满足不同应用场景的需求。
PCB堆栈设计中的阻抗匹配技术在PCB(Printed Circuit Board)堆栈设计中,阻抗匹配技术是非常重要的一环。
阻抗匹配指的是将信号线的特征阻抗与传输线上的特性阻抗匹配,以确保信号的有效传输和减少信号反射。
正确的阻抗匹配可以提高信号的传输速率和可靠性,降低噪声,减少串扰,提高整体系统的性能。
首先,要了解信号线的特性阻抗和传输线的特性阻抗。
在PCB设计中,信号线通常采用微带线或者同轴电缆,这两种传输线的特性阻抗是通过线宽、线距和介质常数等参数决定的。
而信号线的特性阻抗是为了匹配传输线的特性阻抗而设计的,通常通过控制线宽、线距和堆叠层厚度等参数来实现。
其次,在PCB堆栈设计中,需要考虑不同信号线之间的阻抗匹配。
在设计多层PCB时,不同信号线可能会通过相同的地层或者电源层,这样就会造成信号线之间的相互影响。
为了避免信号互相干扰或者交叉耦合,需要在PCB堆栈设计中合理安排信号线的走线路径和堆叠层顺序,以减小信号线之间的串扰影响。
此外,还需要考虑器件的布局和连接方式对阻抗匹配的影响。
在PCB设计中,布局合理的器件可以减少信号线的走线长度,降低信号传输过程中的损耗和信号衰减,有助于提高信号的稳定性和传输速率。
同时,正确选择连接方式(如差分传输线、屏蔽传输线等)也可以提升系统的抗干扰能力和抗串扰能力,改善系统的整体性能。
总的来说,在PCB堆栈设计中,阻抗匹配技术是至关重要的一环。
通过合理设计信号线的特性阻抗、匹配传输线的特性阻抗、考虑信号线之间的阻抗匹配、注意器件布局和连接方式等方面,可以有效提升整个系统的性能和可靠性,确保信号的正常传输和稳定工作。
通过不断学习和实践,工程师们可以不断提升自己的阻抗匹配技术水平,为PCB设计和电子系统的性能优化贡献自己的力量。
电路板上的0欧电阻全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:电路板是电子设备中的重要组成部分,它连接各种电子元件,让整个设备正常工作。
在电路板上,我们常常会看到各种各样的元件,其中就包括了0欧电阻。
0欧电阻是一种特殊的电子元件,它在电路中起着非常重要的作用。
本文将从0欧电阻的定义、原理、用途以及相关注意事项等方面进行相关介绍。
我们来了解一下0欧电阻的定义。
0欧电阻,顾名思义,电阻值为0欧姆,也就是说它在电路中几乎不具备任何电阻。
0欧电阻的外观与普通电阻非常相似,通常为彩色的小方块,但是它的内部结构却不同于普通电阻。
普通电阻是通过其电阻材料本身的阻值来限制电流的流动,而0欧电阻的电阻值为0,它并不会限制电流的流动,相当于一个短路。
0欧电阻在电路中主要起到连接的作用,可以用来替代普通电阻进行连接或跳线。
接下来,我们介绍一下0欧电阻的原理。
0欧电阻的主要原理是利用其零电阻值来实现短路连接。
在电路设计中,有时候需要将两个引脚直接连接在一起,但不希望引入任何电阻。
这时候就可以使用0欧电阻来实现这样的连接,保证电路传输正常工作,同时不影响电流的流动。
在一些特殊的电路设计中,也可以利用0欧电阻来起到特殊连接和跳线的作用。
在使用0欧电阻时,也需要注意一些事项。
0欧电阻的功耗一般很小,但在一些特殊情况下,例如在高频电路或高功率电路中,0欧电阻也可能会发热,需要注意散热。
0欧电阻的连接应保证牢固可靠,避免出现虚焊或接触不良等问题。
在布局设计中,也需要考虑0欧电阻的位置和连接方式,以保证电路的正常工作。
0欧电阻在电路板上起着非常重要的作用,它可以实现连接、跳线、调试和测试等多种功能。
在电子设备的设计和制造过程中,经常会用到0欧电阻来实现一些特殊需求。
掌握0欧电阻的原理、用途和注意事项对于电子工程师来说是非常重要的。
希望本文对读者们有所帮助,谢谢!第二篇示例:电路板上的0欧电阻是一种非常特殊的元件,其实它并不是真的具有电阻的功能。
PCB设计中的阻抗匹配与0欧电阻
1、阻抗匹配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走线宽度成反比。
在嵌入式系统中,一般频率大于20M的信号且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:
◆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。
◆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。