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當信號在傳輸線(xiàn)上傳播時(shí),信號感受到的瞬態(tài)阻抗與單位長(cháng)度電容和材料的介電常數有關(guān),可表示為: 。如果PCB上線(xiàn)條的厚度和寬度不變,并且走線(xiàn)和返回平面間距離不變,那么信號感受到的瞬態(tài)阻抗就不變,傳輸線(xiàn)是均勻的。對于均勻傳輸線(xiàn),恒定的瞬態(tài)阻抗說(shuō)明了傳輸線(xiàn)的特性,稱(chēng)為特性阻抗。
如果PCB上線(xiàn)條的厚度增大或者寬度增加,單位長(cháng)度電容增加,特性阻抗就變小。同樣,走線(xiàn)和返回平面間距離減小,電容增大,特性阻抗也減小。
一個(gè)很重要的特性阻抗就是自由空間的特性阻抗,也叫自由空間的波阻抗,在EMC中非常重要。自由空間特性阻抗為 。
對于常見(jiàn)的FR4板材的PCB板上, 特性阻抗的典型結構如圖所示。對于微帶線(xiàn),線(xiàn)寬W是介質(zhì)厚度h的2倍。對于帶狀線(xiàn),線(xiàn)條兩側介質(zhì)總厚度b是線(xiàn)寬W的兩倍。
圖1
FR4板材的PCB板上, 特性阻抗傳輸線(xiàn)另一個(gè)特性是:
單位長(cháng)度電容=3.3pF/in
單位長(cháng)度電容=8.3nH/in
圖2
了解這些特殊的特性阻抗,對于設計電路板有一定的參考意義,能讓我們在制作電路前有個(gè)直覺(jué)的認識