資料介紹
在高頻領域,信號或電磁波必須沿著具有均勻特征阻抗的傳輸路徑傳播。當遇到了阻抗失配或不連續現象時,一部分信號將被反射回發送端,剩余部分電磁波將繼續傳輸到接收端。信號反射和衰減的程度取決于阻抗不連續的程度。當失配阻抗幅度增加時,更大部分的信號會被反射,接收端觀察到的信號衰減或劣化也就更多。
阻抗失配現象在交流耦合(又稱隔直)電容的SMT焊盤、板到板連接器以及電纜到板連接器(如SMA)處經常會遇到。
在如圖1所示的交流耦合電容SMT焊盤的案例中,沿著具有100Ω差分阻抗和5mil銅箔寬度的PCB走線傳播的信號,在到達具有更寬銅箔(如0603封裝的30mil寬)的SMT焊盤時將遇到阻抗不連續性。這種現象可以用式(1)和式(2)解釋。銅箔的橫截面積或寬度的增加將增大條狀電容,進而給傳輸通道的特征阻抗帶來電容不連續性,即負的浪涌。

圖1 沒有裁剪過參考平面的PCB側視圖

圖2 裁剪過參考平面的PCB側視圖
為了盡量減小電容的不連續性,需要裁剪掉位于SMT焊盤正下方的參考平面區域,并在內層創建銅填充,分別如圖2和圖3所示。這樣可以增加SMT焊盤與其參考平面或返回路徑之間的距離,從而減小電容的不連續性。同時應插入微型縫合過孔,用于在原始參考平面和內層新參考銅箔之間提供電氣和物理連接,以建立正確的信號返回路徑,避免EMI輻射問題。
阻抗失配現象在交流耦合(又稱隔直)電容的SMT焊盤、板到板連接器以及電纜到板連接器(如SMA)處經常會遇到。
在如圖1所示的交流耦合電容SMT焊盤的案例中,沿著具有100Ω差分阻抗和5mil銅箔寬度的PCB走線傳播的信號,在到達具有更寬銅箔(如0603封裝的30mil寬)的SMT焊盤時將遇到阻抗不連續性。這種現象可以用式(1)和式(2)解釋。銅箔的橫截面積或寬度的增加將增大條狀電容,進而給傳輸通道的特征阻抗帶來電容不連續性,即負的浪涌。

圖1 沒有裁剪過參考平面的PCB側視圖

圖2 裁剪過參考平面的PCB側視圖
為了盡量減小電容的不連續性,需要裁剪掉位于SMT焊盤正下方的參考平面區域,并在內層創建銅填充,分別如圖2和圖3所示。這樣可以增加SMT焊盤與其參考平面或返回路徑之間的距離,從而減小電容的不連續性。同時應插入微型縫合過孔,用于在原始參考平面和內層新參考銅箔之間提供電氣和物理連接,以建立正確的信號返回路徑,避免EMI輻射問題。
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