傳輸線變壓器

作者：吳均 一博科技高速先生團隊成員

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反射與阻抗

高速設計的入門，我們就知道，信號會反射，就像光線從空氣射到玻璃，一部分光會折射，還有一些會被反射。

信號也一樣，如果傳輸線的阻抗不一致，在阻抗跳變的地方，一部分能量繼續(xù)傳輸，一部分能量會被反射回去。

在這個話題里，我們首先知道，阻抗不連續(xù)會引起信號反射。當然，我們后面的話題會深入探討：什么時候需要關注信號的反射，并不是所有的阻抗不連續(xù)都需要被關注。

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阻抗可以有哪些話題

那么，什么是傳輸線阻抗呢？先來看看傳輸線的分布參數等效模型：

熟悉高速先生的朋友都知道，不到萬不得已，我們不會給大家講繁瑣的公式推導，簡單記住這個公式就好了：

這是一個特征阻抗近似計算公式，式中L為分布電感，C為分布電容。

特征阻抗：這是使用頻率非常高的一個專業(yè)術語，在各種定義中，筆者最喜歡的描述是：特征阻抗是沿線上分布電容和電感的等效，它的物理意義是，入射波的電壓與電流的比值，或反射波的電壓與電流的比值的負值。這個定義方式直觀明了地解釋了很多高速設計問題，方便設計工程師去理解阻抗控制的概念。

注：在高速先生所有系列中，“阻抗”就指的是特征阻抗。

上一篇文章提到了微帶線與帶狀線，以及他們分別代表的電磁場意義，現在我們簡單看一下兩種傳輸線結構的阻抗計算公式：

微帶線阻抗：

帶狀線阻抗：

還是一樣的原則，我們不需要記公式，只需要記住各個元素和阻抗的比例關系，然后能在工作中靈活運用就好了：

介電常數:材料性質的一種, 決定當單位電壓下, 單位容量內材料可存儲的靜電能。介電常數增大,阻抗減小。

線路到參考平面距離:距離增加阻抗增大

線寬:線寬增加阻抗變小.

銅厚:銅厚增加阻抗變小.

相鄰線間距（針對差分）:間距增大阻抗增大

綠油厚度:厚度增加阻抗變小

案例1：某PCB板上的走線比較密，只能用比較小的線寬，通過計算發(fā)現阻抗超過了標準，在板材不變（介電常數不變）的情況下，可以通過減小層間距離來實現阻抗控制。

案例2：某PCB板，板厚1.2mm，需要設計成10層板。層間的平均厚度也就是0.1mm左右，又不想走太細的線，但是怎么算，4mil走線的阻抗都達不到50歐姆。

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