大家都知道阻抗要連續(xù),。但是,，正如羅永浩所說“人生總有幾次踩到大便的時候”,，PCB 設計也總有阻抗不能連續(xù)的時候,。怎么辦？

　　特性阻抗：又稱“特征阻抗”,，它不是直流電阻,，屬于長線傳輸中的概念。在高頻范圍內,，信號傳輸過程中,，信號沿到達的地方，信號線和參考平面（電源或地平面）間由于電場的建立,，會產生一個瞬間電流,。

　　如果傳輸線是各向同性的，那么只要信號在傳輸,，就始終存在一個電流 I,，而如果信號的輸出電壓為 V，在信號傳輸過程中,，傳輸線就會等效成一個電阻,，大小為 V/I，把這個等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗 Z,。

　　信號在傳輸?shù)倪^程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發(fā)生變化,，信號就會在阻抗不連續(xù)的結點產生反射,。

　　影響特性阻抗的因素有：介電常數(shù)、介質厚度,、線寬,、銅箔厚度。

　　【1】漸變線

　　一些 RF 器件封裝較小,，SMD 焊盤寬度可能小至 12mils,，而 RF 信號線寬可能達 50mils 以上，要用漸變線,，禁止線寬突變,。漸變線如圖所示，過渡部分的線不宜太長,。

　　【2】拐角

　　RF 信號線如果走直角,，拐角處的有效線寬會增大，阻抗不連續(xù),，引起信號反射,。為了減小不連續(xù)性,，要對拐角進行處理，有兩種方法：切角和圓角,。圓弧角的半徑應足夠大,，一般來說，要保證：R>3W,。如圖右所示,。

　　【3】大焊盤

　　當 50 歐細微帶線上有大焊盤時，大焊盤相當于分布電容,，破壞了微帶線的特性阻抗連續(xù)性,。可以同時采取兩種方法改善：首先將微帶線介質變厚,，其次將焊盤下方的地平面挖空,，都能減小焊盤的分布電容。如下圖,。

　　【4】過孔

　　過孔是鍍在電路板頂層與底層之間的通孔外的金屬圓柱體,。信號過孔連接不同層上的傳輸線。過孔殘樁是過孔上未使用的部分,。過孔焊盤是圓環(huán)狀墊片,，它們將過孔連接至頂部或內部傳輸線。隔離盤是每個電源或接地層內的環(huán)形空隙,，以防止到電源和接地層的短路,。

　　過孔的寄生參數(shù)

　　若經過嚴格的物理理論推導和近似分析，可以把過孔的等效電路模型為一個電感兩端各串聯(lián)一個接地電容,，如圖 1 所示,。

　　過孔的等效電路模型

　　從等效電路模型可知，過孔本身存在對地的寄生電容,，假設過孔反焊盤直徑為 D2,，過孔焊盤的直徑為 D1，PCB 板的厚度為 T,板基材介電常數(shù)為ε,，則過孔的寄生電容大小近似于：

　　過孔的寄生電容可以導致信號上升時間延長,，傳輸速度減慢，從而惡化信號質量,。同樣,，過孔同時也存在寄生電感，在高速數(shù)字 PCB 中,，寄生電感帶來的危害往往大于寄生電容,。

　　它的寄生串聯(lián)電感會削弱旁路電容的貢獻，從而減弱整個電源系統(tǒng)的濾波效用,。假設 L 為過孔的電感,，h 為過孔的長度,，d 為中心鉆孔的直徑。過孔近似的寄生電感大小近似于：

　　過孔是引起 RF 通道上阻抗不連續(xù)性的重要因素之一,，如果信號頻率大于 1GHz,，就要考慮過孔的影響。

　　減小過孔阻抗不連續(xù)性的常用方法有：采用無盤工藝,、選擇出線方式,、優(yōu)化反焊盤直徑等。優(yōu)化反焊盤直徑是一種最常用的減小阻抗不連續(xù)性的方法,。由于過孔特性與孔徑,、焊盤、反焊盤,、層疊結構,、出線方式等結構尺寸相關，建議每次設計時都要根據(jù)具體情況用 HFSS 和 Optimetrics 進行優(yōu)化仿真,。

　　當采用參數(shù)化模型時,，建模過程很簡單。在審查時,，需要 PCB 設計人員提供相應的仿真文檔,。

　　過孔的直徑、焊盤直徑,、深度,、反焊盤，都會帶來變化,，造成阻抗不連續(xù)性,，反射和插入損耗的嚴重程度。

　　【5】通孔同軸連接器

　　與過孔結構類似,，通孔同軸連接器也存在阻抗不連續(xù)性，所以解決方法與過孔相同,。減小通孔同軸連接器阻抗不連續(xù)性的常用方法同樣是：采用無盤工藝,、合適的出線方式、優(yōu)化反焊盤直徑,。