众所周知,阻抗应该是连续的。但正如罗永浩所说,人生总有几次踩大便,PCB总有阻抗无法连续设计的时候。我该怎么办?

特征阻抗:又称特征阻抗,不是直流电阻,属于长期传输的概念。在高频范围内,由于电场的建立,信号线和参考平面(电源或地平面)之间会产生瞬时电流。
如果传输线是各向同性的,只要信号在传输,总会有电流I,如果信号的输出电压为V,在信号传输过程中,传输线等效为电阻V/I,这种等效电阻称为传输线的特性阻抗Z。
在传输过程中,如果传输路径上的特性阻抗发生变化,信号就会在阻抗的不连续结点反射。
介电常数、介质厚度、线宽、铜箔厚度是影响特性阻抗的因素。
一些RF装置封装小,SMD焊盘宽度可能小于12mils,而RF信号线宽可达50mils以上,应使用渐变线,禁止线宽突变。如图所示,过渡部分的线不宜过长。
RF如果信号线走直角,拐角处的有效线宽会增加,阻抗不连续,导致信号反射。有两种方法可以处理拐角,以减少不连续性:切角和圆角。弧角的半径应足够大。一般来说,应确保:R>3W。如图右所示。
当50欧洲微带线上有大焊盘时,大焊盘相当于分布电容器,破坏了微带线的特性阻抗连续性。有两种方法可以同时改进:一是增厚微带线介质,二是挖空焊盘下的地平面,可以减少焊盘的分布电容器。如下图所示。
穿孔是镀在电路板顶部和底部之间的金属圆柱体。信号穿孔连接到不同层上的传输线。过孔残留桩是过孔中未使用的部分。过孔焊盘是将过孔连接到顶部或内部传输线的圆形垫片。隔离板是每个电源或接地层的环形间隙,以防止电源和接地层短路。
经过严格的物理理论推导和近似分析,过孔等效电路模型可以串联到电感两端的接地电容,如图1所示。
从等效电路模型可以看出,过孔本身有对地寄生电容,假设过孔反焊盘直径为D2.过孔焊盘的直径为D1,PCB板的厚度为T,板基介电常数为ε,过孔寄生电容器的大小与:
过孔寄生电容可延长信号上升时间,减慢传输速度,从而恶化信号质量。同样,过孔也有寄生电感,高速数字PCB寄生电感的危害往往大于寄生电容。
其寄生串联电感会削弱旁路电容的贡献,从而削弱整个电源系统的滤波效果。假设L是过孔电感,h过孔的长度,d中心钻孔的直径。过孔类似的寄生电感大小类似:
过孔是引起RF 如果信号频率大于1GHz,考虑过孔的影响。
减少过孔阻抗不连续性的常用方法有:采用无盘工艺、选择出线方法、优化反焊盘直径等。优化反焊盘直径是减少阻抗不连续性最常用的方法。由于过孔特性与孔径、焊盘、反焊盘、层叠结构、出线方法等结构尺寸有关,建议根据具体情况进行每次设计HFSS和Optimetrics优化仿真。
采用参数化模型时,建模过程非常简单。审查时需要PCB设计师提供相应的模拟文件。
过孔的直径、焊盘的直径、深度和反焊盘都会发生变化,导致阻抗不连续性、反射和插入损失的严重程度。
类似于通孔结构,通孔同轴连接器也有阻抗不连续性,因此解决方案与通孔相同。减少通孔同轴连接器阻抗不连续性的常用方法是:采用无盘工艺,适当的出线方法,优化反焊盘直径。