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为什么要进行阻抗匹配? [复制链接]

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szjlcgw  
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楼主    szjlcgw 发表于: 2018-05-12 14:08:36 
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。




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。

szjlcgw  
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沙发    szjlcgw 发表于: 2018-05-12 14:09:33 
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。Q800058459
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板凳    szjlcgw 发表于: 2018-06-29 15:40:18 
SMT贴片 欢迎新老客户下单体验

工程费:50元/款;
焊盘费:0.01元/点(一个元件两个焊盘,算两个点);
品种费:指一块板子上可贴元件的种类,暂不收取此费用;
钢网费:免费 (我司统一开大钢网)
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报纸    szjlcgw 发表于: 2018-07-06 15:54:59 
【硬件开发者的福音】嘉立创PCB打样(专注10年) 小批量、SMT钢网、电子元件、SMT贴片焊接一站式服务。 18681567487
 
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4楼   szjlcgw 发表于: 2018-07-28 15:39:31 
板层定义介绍
顶层信号层(Top Layer):
也称元件层,主要用来放置元器件,对于比层板和多层板可以用来布线;
中间信号层(Mid Layer):
最多可有30层,在多层板中用于布信号线.
底层信号层(Bootom Layer):
也称焊接层,主要用于布线及焊接,有时也可放置元器件.
顶部丝印层(Top Overlayer):
用于标注元器件的投影轮廓、元器件的标号、标称值或型号及各种注释字符。
底部丝印层(Bottom Overlayer):
与顶部丝印层作用相同,如果各种标注在顶部丝印层都含有,那么在底部丝印层就不需要了。
内部电源层(Internal Plane):
通常称为内电层,包括供电电源层、参考电源层和地平面信号层。内部电源层为负片形式输出。
机械数据层(Mechanical Layer):
定义设计中电路板机械数据的图层。电路板的机械板形定义通过某个机械层设计实现。
阻焊层(Solder Mask-焊接面):
有顶部阻焊层(Top solder Mask)和底部阻焊层(Bootom Solder mask)两层,是Protel PCB对应于电路板文件中的焊盘和过孔数据自动生成的板层,主要用于铺设阻焊漆.本板层采用负片输出,所以板层上显示的焊盘和过孔部分代表电路板上不铺阻焊漆的区域,也就是可以进行焊接的部分.
锡膏层(Past Mask-面焊面):
有顶部锡膏层(Top Past Mask)和底部锡膏层(Bottom Past mask)两层,它是过焊炉时用来对应SMD元件焊点的,也是负片形式输出.板层上显示的焊盘和过孔部分代表电路板上不铺锡膏的区域,也就是不可以进行焊接的部分。
禁止布线层(Keep Ou Layer):
定义信号线可以被放置的布线区域,放置信号线进入位定义的功能范围。
多层(MultiLayer):
通常与过孔或通孔焊盘设计组合出现,用于描述空洞的层特性。
钻孔数据层(Drill):
solder表示是否阻焊,就是PCB板上是否露铜
paste是开钢网用的,是否开钢网孔(q800058459 SMT激光钢网50/张)!
所以画板子时两层都要画,solder是为了PCB板上没有绿油覆盖(露铜),paste上是为了钢网开孔,可以刷上锡膏。
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