阻抗匹配是指在能量傳輸時(shí)，要求負(fù)載阻抗要和傳輸線(xiàn)的特征阻抗相等,，此時(shí)的傳輸不會(huì)產(chǎn)生反射,，這表明所有能量都被負(fù)載吸收了。反之則在傳輸中有能量損失,。在高速PCB設(shè)計(jì)中,，阻抗的匹配與否關(guān)系到信號(hào)的質(zhì)量?jī)?yōu)劣。

PCB走線(xiàn)什么時(shí)候需要做阻抗匹配,？
不主要看頻率,，而關(guān)鍵是看信號(hào)的邊沿陡峭程度，即信號(hào)的上升／下降時(shí)間,，一般認(rèn)為如果信號(hào)的上升／下降時(shí)間（按10％～90％計(jì)）小于6倍導(dǎo)線(xiàn)延時(shí)，就是高速信號(hào),，必須注意阻抗匹配的問(wèn)題,。導(dǎo)線(xiàn)延時(shí)一般取值為150ps／inch。

特征阻抗

信號(hào)沿傳輸線(xiàn)傳播過(guò)程當(dāng)中,，如果傳輸線(xiàn)上各處具有一致的信號(hào)傳播速度,，并且單位長(zhǎng)度上的電容也一樣，那么信號(hào)在傳播過(guò)程中總是看到完全一致的瞬間阻抗,。由于在整個(gè)傳輸線(xiàn)上阻抗維持恒定不變,，我們給出一個(gè)特定的名稱(chēng)，來(lái)表示特定的傳輸線(xiàn)的這種特征或者是特性,，稱(chēng)之為該傳輸線(xiàn)的特征阻抗,。特征阻抗是指信號(hào)沿傳輸線(xiàn)傳播時(shí)，信號(hào)看到的瞬間阻抗的值,。特征阻抗與PCB導(dǎo)線(xiàn)所在的板層,、PCB所用的材質(zhì)（介電常數(shù)）、走線(xiàn)寬度,、導(dǎo)線(xiàn)與平面的距離等因素有關(guān),，與走線(xiàn)長(zhǎng)度無(wú)關(guān)。特征阻抗可以使用軟件計(jì)算,。高速PCB布線(xiàn)中,，一般把數(shù)字信號(hào)的走線(xiàn)阻抗設(shè)計(jì)為50歐姆，這是個(gè)大約的數(shù)字,。一般規(guī)定同軸電纜基帶50歐姆,，頻帶75歐姆，對(duì)絞線(xiàn)（差分）為100歐姆,。

常見(jiàn)阻抗匹配的方式

1,、串聯(lián)終端匹配

在信號(hào)源端阻抗低于傳輸線(xiàn)特征阻抗的條件下，在信號(hào)的源端和傳輸線(xiàn)之間串接一個(gè)電阻R,，使源端的輸出阻抗與傳輸線(xiàn)的特征阻抗相匹配,，抑制從負(fù)載端反射回來(lái)的信號(hào)發(fā)生再次反射,。
匹配電阻選擇原則：匹配電阻值與驅(qū)動(dòng)器的輸出阻抗之和等于傳輸線(xiàn)的特征阻抗。常見(jiàn)的CMOS和TTL驅(qū)動(dòng)器,，其輸出阻抗會(huì)隨信號(hào)的電平大小變化而變化,。因此，對(duì)TTL或CMOS電路來(lái)說(shuō),，不可能有十分正確的匹配電阻,，只能折中考慮。鏈狀拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的信號(hào)網(wǎng)路不適合使用串聯(lián)終端匹配,，所有的負(fù)載必須接到傳輸線(xiàn)的末端,。

串聯(lián)匹配是最常用的終端匹配方法。它的優(yōu)點(diǎn)是功耗小,，不會(huì)給驅(qū)動(dòng)器帶來(lái)額外的直流負(fù)載,，也不會(huì)在信號(hào)和地之間引入額外的阻抗，而且只需要一個(gè)電阻元件,。常見(jiàn)應(yīng)用：一般的CMOS,、TTL電路的阻抗匹配。USB信號(hào)也采樣這種方法做阻抗匹配,。

2,、并聯(lián)終端匹配

在信號(hào)源端阻抗很小的情況下，通過(guò)增加并聯(lián)電阻使負(fù)載端輸入阻抗與傳輸線(xiàn)的特征阻抗相匹配,，達(dá)到消除負(fù)載端反射的目的,。實(shí)現(xiàn)形式分為單電阻和雙電阻兩種形式。
匹配電阻選擇原則：在芯片的輸入阻抗很高的情況下,，對(duì)單電阻形式來(lái)說(shuō),，負(fù)載端的并聯(lián)電阻值必須與傳輸線(xiàn)的特征阻抗相近或相等；對(duì)雙電阻形式來(lái)說(shuō),，每個(gè)并聯(lián)電阻值為傳輸線(xiàn)特征阻抗的兩倍,。
并聯(lián)終端匹配優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行，顯而易見(jiàn)的缺點(diǎn)是會(huì)帶來(lái)直流功耗：?jiǎn)坞娮璺绞降闹绷鞴呐c信號(hào)的占空比緊密相關(guān),；雙電阻方式則無(wú)論信號(hào)是高電平還是低電平都有直流功耗,，但電流比單電阻方式少一半。

常見(jiàn)應(yīng)用：以高速信號(hào)應(yīng)用較多,。

（1）DDR,、DDR2等SSTL驅(qū)動(dòng)器。采用單電阻形式,，并聯(lián)到VTT（一般為IOVDD的一半）,。其中DDR2數(shù)據(jù)信號(hào)的并聯(lián)匹配電阻是內(nèi)置在芯片中的。

（2）TMDS等高速串行數(shù)據(jù)接口。采用單電阻形式,，在接收設(shè)備端并聯(lián)到IOVDD,，單端阻抗為50歐姆（差分對(duì)間為100歐姆）。