信號完整性之特性阻抗那些事兒

我們經常說控制阻抗，這個阻抗是什么意思呢？

信號在傳輸線中，是一步一步向前走的，電磁場的建立也是需要一個過程的，信號不是一下子從發射端傳播到接收端。

信號線與信號線、信號線與參考平面之間充滿了分布電容與分布電感，或者說寄生電容與寄生電感。信號每向前傳播一步都會遇到特定的電容參數與電感參數，這里我們引入兩個新的變量：“單位長度電容C”與“單位長度電感L”

如果一條傳輸線長度為Z，那么它的總電容就是Z*C，單位長度電容一般為幾pF；

同理，如果一條傳輸線長度為Z，那么它的回路電感就是Z*L，單位長度電感一般為幾nH。

信號每走一步都會遇到C和L，此時的阻抗定義為：

信號在傳輸線一步一步傳播的過程中會遇到不同的Z，如果傳輸線做的非常均勻，那么阻抗Z就處處相等，我們成這個處處都相等的阻抗為特性阻抗：

我至今還記憶猶新，當初剛畢業時與面試官聊天，所有的問題都答上來之后，面試官隨口問了一句：“特性阻抗的計算公式是什么？”

我微笑著：“根號下L比C”。順利完成面試。

我們通常所說的阻抗控制，就是為了讓傳輸線盡量均勻，減小反射，控的就是特性阻抗。

由上面介紹可以知道，特性阻抗的概念是基于兩個及以上的導體，因此需要有良好且完整的參考平面作為回流路徑，我們要避免參考平面被割裂出現跨分割，這可能會導致阻抗不連續，出現反射。

這就好比是你在路面上騎車，路面越平，騎的就越快；如果路面有點小坑，就會很顛簸，速度就會降下來；所有對于高速信號，良好的阻抗控制至關重要。