【導讀】什么是阻抗匹配？什么是零歐電阻呢?理論大家都知道，但是PCB設計中的阻抗匹配與零歐電阻如何解釋呢？你真的明白嗎？別自欺欺人哦，這里小編為大家詳解PCB設計中的阻抗匹配與零歐電阻，及在PCB設計中的作用和用法。
1、阻抗匹配阻抗匹配是指信號源或者傳輸線(xiàn)跟負載之間的一種合適的搭配方式。根據接入方式阻抗匹配有串行和并行兩種方式；根據信號源頻率阻抗匹配可分為低頻和高頻兩種。
(1)高頻信號一般使用串行阻抗匹配。串行電阻的阻值為20~75Ω，阻值大小與信號頻率成正比，與PCB走線(xiàn)寬度成反比。在嵌入式系統中，一般頻率大于20M的信號且PCB走線(xiàn)長(cháng)度大于5cm時(shí)都要加串行匹配電阻，例如系統中的時(shí)鐘信號、數據和地址總線(xiàn)信號等。串行匹配電阻的作用有兩個(gè)：
◆減少高頻噪聲以及邊沿過(guò)沖。
如果一個(gè)信號的邊沿非常陡峭，則含有大量的高頻成分，將會(huì )輻射干擾，另外，也容易產(chǎn)生過(guò)沖。串聯(lián)電阻與信號線(xiàn)的分布電容以及負載輸入電容等形成一個(gè)RC電路，這樣就會(huì )降低信號邊沿的陡峭程度。
如果一個(gè)信號的邊沿非常陡峭，則含有大量的高頻成分，將會(huì )輻射干擾，另外，也容易產(chǎn)生過(guò)沖。串聯(lián)電阻與信號線(xiàn)的分布電容以及負載輸入電容等形成一個(gè)RC電路，這樣就會(huì )降低信號邊沿的陡峭程度。
◆減少高頻反射以及自激振蕩。
當信號的頻率很高時(shí)，則信號的波長(cháng)就很短，當波長(cháng)短得跟傳輸線(xiàn)長(cháng)度可以比擬時(shí)，反射信號疊加在原信號上將會(huì )改變原信號的形狀。如果傳輸線(xiàn)的特征阻抗跟負載阻抗不相等(即不匹配)時(shí)，在負載端就會(huì )產(chǎn)生反射，造成自激振蕩。PCB板內走線(xiàn)的低頻信號直接連通即可，一般不需要加串行匹配電阻。
當信號的頻率很高時(shí)，則信號的波長(cháng)就很短，當波長(cháng)短得跟傳輸線(xiàn)長(cháng)度可以比擬時(shí)，反射信號疊加在原信號上將會(huì )改變原信號的形狀。如果傳輸線(xiàn)的特征阻抗跟負載阻抗不相等(即不匹配)時(shí)，在負載端就會(huì )產(chǎn)生反射，造成自激振蕩。PCB板內走線(xiàn)的低頻信號直接連通即可，一般不需要加串行匹配電阻。
(2)并行阻抗匹配又叫“終端阻抗匹配”，一般用在輸入/輸出接口端，主要指與傳輸電纜的阻抗匹配。例如，LVDS與RS422/485使用5類(lèi)雙絞線(xiàn)的輸入端匹配電阻為100~120Ω；視頻信號使用同軸電纜的匹配電阻為75Ω或50Ω、使用篇平電纜為300Ω。并行匹配電阻的阻值與傳輸電纜的介質(zhì)有關(guān)，與長(cháng)度無(wú)關(guān)，其主要作用也是防止信號反射、減少自激振蕩。
值得一提的是，阻抗匹配可以提高系統的EMI性能。此外，解決阻抗匹配除了使用串/并聯(lián)電阻外，還可使用變壓器來(lái)做阻抗變換，典型的例子如以太網(wǎng)接口、CAN總線(xiàn)等。
2、0歐電阻的作用
(1)最簡(jiǎn)單的是做跳線(xiàn)用，如果某段線(xiàn)路不用，直接不焊接該電阻即可(不影響外觀(guān))。
(2)在匹配電路參數不確定的時(shí)候，以0歐姆代替，實(shí)際調試的時(shí)候，確定參數，再以具體數值的元件代替。
(3)想測某部分電路的工作電流時(shí)，可以去掉0歐電阻，接上電流表，這樣方便測量電流。
(4)在布線(xiàn)時(shí)，如果實(shí)在布不過(guò)去了，也可以加一個(gè)0歐的電阻起跨接作用。
(5)在高頻信號網(wǎng)絡(luò )中，充當電感或電容(起阻抗匹配作用，0歐電阻也有阻抗!)。充當電感用時(shí)，主要是解決EMC問(wèn)題。
(6)單點(diǎn)接地，例如模擬地與數字地的單點(diǎn)對接共地。
(7)配置電路，可以取代跳線(xiàn)和撥碼開(kāi)關(guān)。有時(shí)用戶(hù)會(huì )亂動(dòng)設置，易引起誤會(huì )，為了減少維護費用，應用0歐電阻代替跳線(xiàn)等焊在板子上。
(8)系統調試用，例如將系統分成幾個(gè)模塊，模塊間的電源與地用0歐電阻分開(kāi)，調試階段發(fā)現電源或地短路時(shí)，去掉0歐電阻可縮小查找范圍。
上述功能也可使用“磁珠”替代。0歐電阻與磁珠雖然功能上有點(diǎn)類(lèi)似，但存在本質(zhì)差別，前者呈阻抗特性，后者呈感抗特性。磁珠一般用在電源與地網(wǎng)絡(luò )中，有濾波作用。
