PCB Layout 中的阻抗匹配和 0 欧姆电阻

PCB Layout 中的阻抗匹配和 0 欧姆电阻

1、阻抗匹配是指信号源或传输线与负载之间适当的匹配方式。 根据接入方式有串行和并行两种阻抗匹配方式； 根据信号源的频率阻抗匹配情况，可分为低频和高频。

高频信号一般采用串行阻抗匹配。串联电阻的阻值是20~75Ω，与信号频率成正比，与PCB布线宽度成反比。 在嵌入式系统中，一般当信号频率大于20M且PCB布线长度大于5cm时，应添加串行匹配电阻，如系统中的时钟信号、数据和地址总线信号。 串联匹配电阻有两个作用：

 降低高频噪声和边缘过冲。 如果信号的边缘非常陡峭，则包含大量高频成分，会辐射干扰。 另外，还容易产生超调。 串联电阻、信号线的分布电容和负载输入电容组成RC电路，会降低信号边沿的陡度。

 减少高频反射和自激振荡。 当信号的频率很高时，信号的波长很短。 当波长足够短以匹配传输线的长度时，当反射信号叠加在原始信号上时，原始信号的形状将会改变。 如果传输线的特性阻抗与负载阻抗不等于（即不匹配），负载端就会发生反射，引起自激振荡。 PCB板内布线的低频信号可以直接连接，一般不需要添加串联匹配电阻。

并联阻抗匹配也称为“终端阻抗匹配”。 一般用在输入/输出接口处，主要指与传输电缆的阻抗匹配。 例如LVDS、RS422/485采用5类双绞线输入端匹配电阻100~120Ω； 用于视频信号的同轴电缆的匹配电阻为75Ω或50Ω，所用的扁平电缆的匹配电阻为300Ω。 并联匹配电阻的阻值与传输电缆的介质有关，与长度无关。 其主要作用是防止信号反射，减少自激振荡。

值得一提的是，阻抗匹配可以提高系统的EMI性能。 另外，为了解决阻抗匹配，除了使用串/并联电阻外，还可以使用变压器进行阻抗变换，如以太网接口、CAN总线等。

2、0欧电阻的作用

(1)最简单的就是当跳线用。 如果一段线不用，可以直接不焊电阻（不影响美观）。

(2)当匹配电路参数不确定时，应采用0欧姆代替。 实际调试时，需要确定参数，然后使用具体数值的元件来代替。

(3)当要测量电路某部分的工作电流时，可以去掉0欧姆电阻，接上电流表，方便电流测量。

(4)接线时，如果确实无法连接电线，也可以加一个0欧姆的电阻来桥接。

（5）在高频信号网络中，它充当电感器或电容器（为了阻抗匹配，0欧姆的电阻也有阻抗！）。 主要用于解决作为电感时的EMC问题。

(6)单点接地，如模拟地和数字地的共同接地。

(7)配置电路可代替跳线和拨码开关。 有时用户会随意移动设置，这很容易引起误解。 为了降低维护成本，板上用0欧姆电阻代替跳线等焊接。

(8)系统调试，例如将系统分为若干模块，模块之间的电源与地之间用0欧电阻隔开。 当调试时发现电源或地短路时，可以去掉0欧姆电阻，以缩小搜索范围。

上述功能也可以用“磁珠”来代替。 0欧姆电阻的作用虽然和磁珠有些相似，但也有本质的区别。 前者为阻抗特性，后者为感性阻抗特性。 磁珠一般用在电源和地网络中，具有滤波的作用。 

----电路板设计者和电路板加工者解释PCB layout中的阻抗匹配和0欧姆电阻。