阻抗匹配簡單介紹

1.    阻抗匹配
具有電阻、電感和電容的電路里，對交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，阻抗的單位是歐。對於一個具體電路，阻抗不是不變的，而是隨着頻率變化而變化。類似於向牆上扔皮球，要把皮球傳過去，但是牆是硬的，會彈回來，如果是扔到窗簾上就不會彈回來，阻抗的意義就是讓發射，接收，傳輸過程中能量都是一致的衰減程度，不會有能力反射，向皮球一樣，連續不斷地向牆上扔皮球，如果有皮球彈回來，就會和正在扔過去的皮球撞上，這就類似於一個方波信號在取反的時候有毛刺震盪。
 
阻抗匹配則傳輸功率大，對於一個電源來講，當它的內阻等於負載時，輸出功率最大，此時阻抗匹配。阻抗匹配是指在能量傳輸時，要求輸出阻抗，負載阻抗要和傳輸線的特徵阻抗相等此時的傳輸不會產生反射，這表明所有能量都被負載吸收了。高速 PCB佈線時，爲了防止信號的反射，通常要求是線路的阻抗爲單端50歐姆，差分100歐。
也就是P0 = Z0 =Z1=50歐。
 
阻抗匹配一般有2種方式，串電阻和並電阻。
 
經常會見到這種結構，輸出串一個電阻，輸入並一個電阻。因爲輸出時，經常內部很低，有很強驅動能力，假設是17歐，串個33歐，輸出就是50歐，傳輸線是50歐，接收時，輸入引腳通常是內阻很大的，那麼並一個49歐，電阻會比2個都小，接近49歐，這樣就實現了阻抗匹配。
那麼什麼時候都要考慮阻抗匹配？
實際上當電纜的長度對於信號的波長來說可以忽略不計時，就勿需阻抗匹配的。
考慮信號頻率爲1MHz，其波長在空氣中爲300m，在同軸電纜中約爲200m。在通常使用的長度爲1m左右的同軸電纜中，是在完全可忽略的範圍之內。但千兆以太網1000M，在電路板上波長0.2m。和電路板走線走線已經是一個數量級了，需要考慮了。
2.    單端阻抗和差分阻抗
單端就是一根線，高電平1，電平0。差分線，2根線的電壓差正代表1，負代表0，可知，差分線可以降低一半的電壓達到同樣的0-1幅度，但多了一根線。好處是有外界影響時同時影響2根線，抗干擾能力強。
 
3.    層疊結構
打開AD的層疊結構可以看到阻抗計算。
 
單端阻抗和三個因素相關，一個是銅皮厚度，一般是35um，電路板材介電常數，常用的板子是FR4，4.5左右，層厚，一般10mil-20mil，0.127mm的整數倍。用一個polar Si9000的軟件來算，50歐單端要多寬的線。
輸入參數。
 
差分同理。
 
先選中差分。再輸入參數。
 
由此可見，差分需要控制線寬和中心距。實際用的時候，問清楚廠家的層厚，介電常數，就可以設計了。交付文件時大多會填寫工藝說明，裏面就有層疊結構，說明層厚，材料，就可以了。