阻抗基础培训课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,International,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,阻抗基础培训,1,了解阻抗的前提,注意：当电流流动时其磁场就产生,当有电压时静电场就产生,2,特性阻抗定义,何谓,“,特性阻抗值,”,(Characteristic Impedance,ZO),电子机器传输讯号线中,其高频讯号或电磁波传播时所遭遇的阻力称之为特性阻抗,(,电阻抗,电容抗,电感抗的综合作用,),减而言之,即用来评估线路的均匀性,介质层厚度的均匀性,).,与其电感及电容都有关系,即,3,特性阻抗原由,当,A,组件经由板面线路向,B,发出讯号,若该讯号线的线宽不均,造成特性阻抗值上起伏变化时,则讯号的部分能量会反弹回,A,中去,5,阻抗匹配,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。,6,将讯号的传输看成软管送水浇花,数字系统之多层板讯号线（,Signal Line,）中，当出现方波讯号的传输时，可将之假想成为软管（,hose,）送水浇花。一端于手握处加压使其射出水柱，另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰好，而让水柱的射程正确洒落在目标区,.,7,将讯号的传输看成软管送水浇花,然而一旦用力过度水注射程太远，不但腾空越过目标浪费水资源。也有可能因强力水压无处宣泄，以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱,!(,阻抗太高,),8,将讯号的传输看成软管送水浇花,上述简单的生活细节，正可用以说明方波（,Square Wave,）讯号（,Signal,）在多层板传输线（,Transmission Line,，系由讯号线、介质层、及接地层三者所共同组成）中所进行的快速传送。,10,介質層,訊號線,接地層,将讯号的传输看成软管送水浇花,由上可知当,“,讯号,”,在传输线中飞驰旅行而到达终点，欲进入接受组件（如,CPU,或,Memory,等大小不同的,IC,）中工作时，则该讯号线本身所具备的,“,特性阻抗,”,，必须要与终端组件内部的电子阻抗相互匹配才行，如此才不致任务失败白忙一场。用计算机术语说就是,“,正确执行指令，减少噪声干扰，避免错误动作,”,。一旦彼此未能匹配时，则必将会有少许能量回头朝向,“,发送端,”,反弹，进而形成反射噪声（,Noise,）的烦恼。,12,阻抗的分类,特性阻抗,(Characteristic Impedance),(,当二导体与其大地绝缘后,彼此之间的阻抗,),差动阻抗,(Differential Impedance),(,二导线间的量测阻抗,),共模阻抗,(Common Mode Impedance),(,“,将两导线连接在一起时,导线对大地之间的阻抗关系,),奇模阻抗,(Odd Mode Impedance),(,“,当两导线做差动使用时,任一导线对大地之间的阻抗,),(=1/2,倍特性阻抗,;=1/2,倍差动阻抗,),偶模阻抗,(Even Mode Impedance),(,“,当两导线用来传输两完全相同且极性一致的信号时,其任一导线 对大地之间的阻抗,),(=2,倍共模阻抗,),14,特性阻抗,当某讯号方波，在传输线组合体的讯号线中，以高准位（,High Level,）的正压讯号向前推进时，则距其最近的参考层（如接地层）中，理论上必有被该电场所感应出来的负压讯号伴随前行（等于正压讯号反向的回归路径,Return Path,），如此将可完成整体性的回路（,Loop,）系统。该,“,讯号,”,正行进中，但我们将时间冻结住，即可想象其所遭受到来自讯号线、介质层与参考层等所共同呈现的瞬间阻抗值（,Instantaneous Impedance,），此即所谓的,“,特性阻抗,”,。,“,特性阻抗,”,应与讯号线之线宽（,w,）、线厚（,t,）、介质厚度（,h,）与介质常数（,Dk,）都扯上了关系。此种传输线之一的微带线其图标与计算公式如下：,15,FPC,设计中的特性阻抗,阻抗设计简单的说就是找一组参数,(,介电层厚度,H,线宽,W,介电常数,r,铜厚,T),的组合,使参数代入公式中可以命中规格中值,.,目前,较常用的,仿真软件,POLAR,计算阻抗,。,16,阻抗与各参数之间的关系,1(,介质层,),17,阻抗值与介电层厚度成正比,.,阻抗与各参数之间的关系,2,（线宽）,18,阻抗值与线宽成反比,.,阻抗与各参数之间的关系,4,（铜厚）,20,阻抗值与铜厚成反比,FPC,阻抗与各参数之间的关系,21,当上述微带线中,Z0,的四种变量（,w,、,t,、,h,、,r,）有任一项发生异常，例如下图的讯号线出现缺口时，将使得原来的,Z0,突然上升（见上述公式中之,Z0,与,W,成反比的事实），而无法继续维持应有的稳定均匀（,Continuous,）时，则其讯号的能量必然会发生部分前进，而部分却反弹反射的缺失。如此将无法避免噪声及误动作了。下图中的软管突然被小朋友踩住，造成软管两端都出现异常，正好可说明上述特性阻抗匹配不良的问题。,阻抗线路检查事项,23,线宽,/,线距,(Line Width/Spacing),检查接地点是否正确,(GND Connection Check),Coupon,设计错误范例,(Improper Design Practices),线路上钻孔、不适当的,Dummy pad,、不适当的,Anti-Pad,上下层线路重叠、量测点间距不符规定,阻抗条设计,24,特性阻抗,0.100”,0.100”,Dummy pad=Follow GFIs Dummy Pad Definition,(Dummy trace)x2,Line Width =20mil(Outer layer),=20mil(Internal layer),Line Space=20mil(Outer layer)min,=20mil(Internal layer)min,Drill Size=1.05mm,PTH Holes,Impedance Trace=Simulated Line Width/Space,Trace Length=3”6”,POLAR,软件的使用,一般特性阻抗计算方式,按照我们的叠构输入实际压合后的厚度，模拟得出阻抗值,26,POLAR,软件的使用,一般差动阻抗计算方式,按照我们的叠构输入实际压合后的厚度，模拟得出阻抗值,27,阻抗测量原理,1.TDR(,时域反射器,),简介,时域反射器是一种内部可以产生一种脉冲波,并具有接收此脉冲和分析功能的特殊示波器,.,时域即电压对时间形成的一种时域,2.,阻抗测试原理,阻抗测试就是在示波器发出一种脉冲波后,同时接收其反射波,然后将此两种脉冲对比分析,从反射能量的大小得出阻抗值,同时在荧光屏上显示出来,(TDR,输出讯号传送到电路板,传送到电路之线路,通过反射波上升或下降再与仪器本身所放出的讯号作比较,换算而得电路板之阻抗值,),28,