PCB走線寬度變化產(chǎn)生的反射

如果阻抗僅改變一次，例如，當線寬從8mil變?yōu)?mil時，它將保持6mil。為了滿足噪聲預算要求，即信號在突變時的反射噪聲不超過電壓擺幅的5%，阻抗變化必須小于10%。這有時很難實現(xiàn)。以FR4板上的微帶線為例，進行了計算。如果線寬為8密耳，則線與參考平面之間的厚度為4密耳，特征阻抗為46.5 歐姆。當線寬變?yōu)?密耳時，特征阻抗變?yōu)?4.2 歐姆，阻抗變化率達到20%。反射信號的幅度必須超過標準。至于對信號的影響，它也與信號的上升時間和從驅(qū)動端到反射點處信號的時間延遲有關(guān)。但至少這是一個潛在的問題。幸運的是，這個問題可以通過阻抗匹配終端來解決。
例如，如果阻抗變化兩次，線寬從8密耳變?yōu)?密耳，然后在被拉出2厘米后又變回8密耳，那么點處將在2厘米長和6密耳寬的線路兩端反射，一旦阻抗變大并發(fā)生正反射，則阻抗變小并發(fā)生負反射。如果兩次反射之間的間隔足夠短，兩次反射可能會相互抵消，從而減小影響。假設傳輸信號為1V，0.2V在第一次正常反射中被反射，1.2V繼續(xù)向前傳輸，并且-0.2*1.2=0.24v在第二次反射中被反射回來。假設6密耳線的長度非常短，兩次反射幾乎同時發(fā)生，總反射電壓僅為0.04伏，低于5%的噪聲預算要求。因此，這種反射是否影響信號以及影響程度取決于阻抗變化的時間延遲和信號的上升時間。研究和實驗表明，只要阻抗變化的時間延遲小于信號上升時間的20%，反射信號就不會引起問題。如果信號上升時間為1ns，阻抗變化的時間延遲小于0.2ns(對應于1.2英寸)，反射不會造成問題。也就是說，在這種情況下，只要6密耳寬的跡線的長度小于3厘米，就不會有問題。
當印刷電路板布線的線寬發(fā)生變化時，有必要根據(jù)實際情況仔細分析，看是否會造成影響。有三個參數(shù)需要注意：阻抗變化有多大，信號上升多長時間，以及線寬的頸部變化多長時間。根據(jù)以上方法，做一個粗略的估計，并留有一定的余地。如果可能的話，盡量縮短脖子的長度。
需要指出的是，在實際的印刷電路板加工中，參數(shù)不能像理論中那樣精確，理論可以為我們的設計提供指導，但不能照搬和教條。畢竟，這是一門實踐科學。估算值應根據(jù)實際情況進行修正，然后應用于設計。