传输线特性阻抗基知识

1、什么叫传输线的特性阻抗？传输线特性阻抗基知识传输线的根本特性是特性阻抗和信号的传输延迟，在这里，我们主要讨论特性阻抗。传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传 输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上 的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。 分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数， 给定某一种传输线，这些参 数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输 线的一系列重要特性。一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下：传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路申联而成，如下列

2、图所示:从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就 是微分线段的特性阻抗。并职抗为：ZF=- -=i(G + joe)传输线可等效为:ZU-ZFZFZFZC门I7，, +4- 4Z.Zrw: Zo = +J尸R+jcoi-+4-一22 G +Joenran分段，M工项科IF叽料略,当馈率址墟高时flOOKHZ. 3=2林借很大* 5、3。粮大.R、G可剧略L4拿也长度线豹固有电辑.。为眼位长度线的 g 电容，此射当JI率福低耻tflKHZJ. W=2Hf很小.可以做.此时Z0就是传输线的特性阻抗。Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和

3、 介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考 虑在内。实际应用中，必须具体分析。传输线分类当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB迹线必须被视为传输线。传输线可 分为单端非平衡式传输线和差分平衡式传输线，而单端应用较多。单端传输线路ZQ, 中豆豆=五可反2 G+JdK、G十J6Tv?L_ ZOZPZi.v & -I- ZoZc + Zr下列图为典型的单端通常称为非平衡式传输线电路。KA、单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。 在上图中，一条导线连接了一个 设备的源和另一个设备的负载，参考接地层提供了信号回路。信号跃变时，电流回路中的电流也是变化的，它将产

4、生地线回路的电压降,构成地线回路噪声, 这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源，从而降低系统噪声容限。这是一个非平衡线路的例如,信号线路和返回线路在几何尺寸上不同高频情况下单端传输线的特性阻抗也就是通常所说的单端阻抗为：其中：L为单位长度传输线的固有电感，C为单位长度传输线的固有电容。单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下：与迹线到参考平面的距离介质层厚度成正比与迹线的线宽成反比与迹线的高度成反比与介电常数的平方根成反比单端传输线特性阻抗的范围通常情况下为25Q至120Q,几个较常用的值是28 Q、33 Q、50 Q、52.5 Q、58 Q、65 Q、75 Q。差分

5、传输线路下列图为典型的差分通常称为平衡式传输线电路。“制 I差分传输线适用丁对噪声隔离和改善时钟频率要求较高的情况。在差分模式中， 传输线路是成对布放的，两条线路上传输的信号电压、电流值相等，但相位极 性相反。由丁信号在一对迹线中进行传输， 在其中一条迹线上出现的任何电子 噪声与另一条迹线上出现的电子噪声完全相同并非反向，两条线路之间生成的场将相互抵消，因此与单端非平衡式传输线相比，只产生极小的地线回路噪声， 并且减少了外部噪声的问题。这是一个平衡线路的例如-信号线和回路线的几何尺寸相同。平衡式传输线不 会对其他线路产生噪声，同时也不易受系统其他线路产生的噪声的干扰。差分模式传输线的特性阻抗也

6、就是通常所说的差分阻抗指的是差分传输线中 两条导线之间的阻抗，它与差分传输线中每条导线对地的特性阻抗是有区别的，主要表现为：间距很远的差分对信号，其特性阻抗是单个信号线对地特性阻抗的两倍。间距较近的差分对信号，其特性阻抗比单个信号线对地特性阻抗的两倍小。别的因素保持不变时，差分对信号之间的间距越小其特性阻抗越低差分阻 抗与差份线队之间的问距成反比。差分传输线特性阻抗通常情况下为100Q，有时也用到75Q。考虑到多层PCB板生产时PCB迹线可分布于外表或者内层， 这两种情况下PCB迹线的参考平面有所不同，所以乂可将PCB迹线分为微波传输带Microstripe 和带状线Stripeline 传输线路。微波传输带传输线路是由一条安装在可导接地层的低损耗绝缘体上的控制宽度 的可导迹线构成的。该绝缘体通常使用强化玻璃环氧树脂制造，例如G10、FR-4或PTFE,用于超高频应用。带状线传输线路通常包括夹在两个参考层和绝缘材质之间的导线迹线。传输线路和层构成了控制阻抗。带状线与微波传输带的不同之处在于它嵌入到两个参考层之间的绝缘材质中， 带 状线阻抗参考两个平面,阻抗迹线在内层,而微波传输带只有一个参考平面, 阻 抗迹线在PCB板的外层表层。PCB迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定