創建時間:2023-04-07 14:03:01
在PCB設計中,阻抗通常是指傳輸線的特性阻抗,這是電磁波在導線中傳輸時的特性阻抗,與導線的幾何形狀、介質材料和導線周圍環境等因素有關。
對于一般的高速數字信號傳輸和RF電路,50Ω是一個常用的阻抗值。為什么是50Ω?30Ω或者80Ω不行嗎?默認選擇50Ω阻抗,是歷史、PCB生產工藝、電路設計、成本等多因素共同決定的。
①、50Ω阻抗是美國軍方制定的阻抗標準 二次世界大戰期間,阻抗的選擇完全依賴于使用的需要,沒有一個標準值。但是隨著技術的進步,需要給出阻抗標準,以便在經濟性和方便性上取得平衡。 于是,美國軍方的一個聯合組織——JAN組織(Joint Army Navy),基于其阻抗匹配、信號傳輸穩定性和防止信號反射等方面的考慮,最終選用了50Ω阻抗作為常用標準值。 之后,50Ω阻抗就慢慢發展為全球默認的標準值。 ②、50Ω阻抗可實現最大功率傳輸 從PCB設計角度來看,在50Ω阻抗下,信號可以在電路中以最大功率傳輸,從而減少信號衰減和反射。在無線通信領域,50Ω阻抗也是最常用的天線輸入阻抗。 一般阻抗低,PCB走線的性能會較好。對于一條給定線寬的傳輸線,其和平面距離越近,相應的EMI會減小,串擾也會因此減小。但是從信號全路徑的角度看,阻抗不能過于低——這涉及到最關鍵的一個因素,那就是芯片的驅動能力。 在早期大多數芯片驅動不了阻抗小于50Ω的傳輸線,而更高阻抗的傳輸線由于實現起來不便且性能沒那么好,所以折中采用50Ω阻抗是當時最優的選擇。 ③、50Ω容易進行阻抗匹配 PCB設計中,經常需要進行阻抗匹配,以減少信號反射和干擾。設計PCB走線時,一般我們會對自己要進行設計的項目進行疊層,根據厚度、基材、層數等信息進行計算阻抗,計算完后一般可得到如下圖示內容。 華秋電路提供阻抗匹配的計算 50Ω阻抗廣泛應用于電子工程領域,因此容易進行阻抗匹配,降低信號反射和干擾。 ④、選用50Ω阻抗,PCB生產較容易 從阻抗計算過程可知,過低的阻抗需要較寬的線寬以及薄介質或較大的介電常數,這對于目前高密板來說空間上比較難滿足;過高的阻抗又需要較細的線寬及較厚的介質或較小的介電常數,不利于EMI及串擾的抑制,同時對于多層板及從量產的角度來講加工的可靠性會比較差。 控制50歐姆阻抗在使用常用板材(FR4等)、常用芯板的環境下,生產常用的板厚的產品(如1mm、1.2mm等),可設計常見的線寬(4~10mil),這樣板廠加工起來是非常方便的,對其加工使用的設備要求也不是很高。 ⑤、50Ω阻抗可以提高設備之間的兼容性 許多標準和設備的電路板、連接器和電纜都是為50Ω阻抗設計的,因此使用50Ω阻抗可以提高設備之間的兼容性。 ⑥、使用50Ω阻抗,PCB制造成本更低 在制造成本和信號性能之間的平衡考慮下,50Ω阻抗是一種經濟實用的選擇。 憑著相對穩定的傳輸特性和較低的信號失真率等諸多優點,50Ω阻抗被廣泛應用于其他領域,例如視頻信號、高速數據通信等。但需要注意的是,雖然50Ω阻抗是電子工程中最常用的阻抗之一,但在一些應用中,如射頻等,可能需要其他阻抗值來滿足特定的需求。因此在具體設計中,應根據實際情況選擇適當的阻抗值。 華秋電路作為國內高可靠的多層板制造商,不僅能生產高至32層的PCB硬板,還提供高品質FPC制造服務。無論是單層/雙面/多層(高至6層)FPC,華秋均能制造生產。此外,華秋還能提供高難度的軟硬結合板和包含盲埋孔的HDI型軟硬結合板(高至20層),滿足市場多元化的需求。