为什么要进行阻抗匹配

motu · 发表于 2005-12-9 18:05:00

为什么要进行阻抗匹配

电子行业的工程师经常会遇到阻抗匹配问题。什么是阻抗匹配，为什么要进行阻抗匹配？本文带您一探究竟！

一、什么是阻抗

在电学中，常把对电路中电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗单位为欧姆，常用Z表示，是一个复数Z= R+i( ωL–1/（ωC）)。具体说来阻抗可分为两个部分，电阻（实部）和电抗（虚部）。其中电抗又包括容抗和感抗，由电容引起的电流阻碍称为容抗，由电感引起的电流阻碍称为感抗。
二、阻抗匹配的重要性

阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配。阻抗匹配主要有两点作用，调整负载功率和抑制信号反射。

1、调整负载功率

假定激励源已定，那么负载的功率由两者的阻抗匹配度决定。对于一个理想化的纯电阻电路或者低频电路，由电感、电容引起的电抗值基本可以忽略，此时电路的阻抗来源主要为电阻。如图2所示，电路中电流I=U/(r+R)，负载功率P=I*I*R。由以上两个方程可得当R=r时P取得最大值，Pmax=U*U/(4*r)。
2、抑制信号反射

当一束光从空气射向水中时会发生反射，这是因为光和水的光导特性不同。同样，当信号传输中如果传输线上发生特性阻抗突变也会发生反射。波长与频率成反比，低频信号的波长远远大于传输线的长度，因此一般不用考虑反射问题。高频领域，当信号的波长与传输线长出于相同量级时反射的信号易与原信号混叠，影响信号质量。通过阻抗匹配可有效减少、消除高频信号反射。
三、阻抗匹配的方法

阻抗匹配的方法主要有两个，一是改变组抗力，二是调整传输线。

改变阻抗力就是通过电容、电感与负载的串并联调整负载阻抗值，以达到源和负载阻抗匹配。

调整传输线是加长源和负载间的距离，配合电容和电感把阻抗力调整为零。此时信号不会发生发射，能量都能被负载吸收。高速PCB布线中，一般把数字信号的走线阻抗设计为50欧姆。一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆，对绞线（差分）为85-100欧姆。

motu · 发表于 2005-12-9 18:06:00

四、阻抗匹配的应用

1、功放与音箱

无论是定阻抗式还是定电压式输出的功放，只有喇叭的总功率和功放的总功率相等时才能得到最佳的工作状态。音箱系统若要完全达到匹配是非常困难的，它的音频成分总是在不停的变化，好在音箱系统对阻抗匹配度要求并不高。最常见到的喇叭阻抗的标示值是8欧姆，它表示当输入1KHz的正弦波信号，它呈现的阻抗值是八欧姆；或者是在喇叭的工作频率响应范围内，平均阻抗为8欧姆。
另外告诉大家一个好消息：现在深圳嘉立创高精密多层板全面支持阻抗生产：不加价。

在深圳嘉立创做PCB工程的我，经常被问到PCB设计中过孔开窗和过孔盖油的区别
关于过孔盖油相关：
一、下单注意
过孔盖油：
1.下单上传的是pcb文件，并在下单时勾选过孔盖油，做板工艺就是过孔盖油。
2.下单上传的是gerber文件，按gerber文件生产，忽略下单勾选。

二、名词简义
过孔盖油，即导通孔（via）的焊环上面用油墨覆盖。
过孔开窗：即导通孔（via）的焊环裸露（如元件焊盘一样裸露出来）上锡，一般可用于调试测量信号，缺点是容易造成短路。

三、过孔的处理方式
第一种，开窗，就是跟焊盘一样能很容易上锡检验标准：上锡
第二种，盖油，检验标准：在贴片的时候不容易上锡，这是工艺决定的，为什么会出现过孔感觉没盖油的原因如下:因为阻焊油是液态的，过孔中间又是空的，在阻焊环上的阻焊油经过烤的过程中很容易油进入过孔，从而导致过孔发黄的情况发生，这种情况受阻焊油的浓度，烤炉及用力度有关，所以会出现有的上面能出现绿色，而有的出现不了的根本原因，
第三种，塞油, 检验标准，不透光上面一定要有油第二种工艺存在这种问题，而对于像bga的过孔，要求是比较苛刻的，所以有了塞油这种工艺，是对第二种的一种重要补充，塞油的工艺做法是，先把过孔全孔塞上油，堵往过孔，这样阻焊环上的油，就不会流入过孔，而达到了不会出现过孔发黄的现象。目前嘉立创只是部分板子采用这种工艺。
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九方城 · 发表于 2005-12-9 18:55:00

支持好兄弟。[em01]

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