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(shí)候”,，PCB 設(shè)計(jì)也總有阻抗不能連續(xù)的時(shí)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(nèi),，信號(hào)傳輸過程中,，信號(hào)沿到達(dá)的地方，信號(hào)線和參考平面（電源或地平面）間由于電場的建立,，會(huì)產(chǎn)生一個(gè)瞬間電流,。
如果傳輸線是各向同性的，那么只要信號(hào)在傳輸,，就始終存在一個(gè)電流 I,，而如果信號(hào)的輸出電壓為 V，在信號(hào)傳輸過程中,，傳輸線就會(huì)等效成一個(gè)電阻,，大小為 V/I，把這個(gè)等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗 Z,。
信號(hào)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(hào)就會(huì)在阻抗不連續(xù)的結(jié)點(diǎn)產(chǎn)生反射,。
影響特性阻抗的因素有：介電常數(shù),、介質(zhì)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(hào)線寬可能達(dá) 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(hào)線如果走直角,，拐角處的有效線寬會(huì)增大,，阻抗不連續(xù)，引起信號(hào)反射,。為了減小不連續(xù)性,，要對(duì)拐角進(jìn)行處理，有兩種方法：切角和圓角,。圓弧角的半徑應(yīng)足夠大,，一般來說，要保證：R>3W,。如圖右所示,。
【3】大焊盤
當(dāng) 50 歐細(xì)微帶線上有大焊盤時(shí)，大焊盤相當(dāng)于分布電容,，破壞了微帶線的特性阻抗連續(xù)性,。可以同時(shí)采取兩種方法改善：首先將微帶線介質(zhì)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?cè)陔娐钒屙攲优c底層之間的通孔外的金屬圓柱體,。信號(hào)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(nèi)部傳輸線。隔離盤是每個(gè)電源或接地層內(nèi)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(jīng)過嚴(yán)格的物理理論推導(dǎo)和近似分析，可以把過孔的等效電路模型為一個(gè)電感兩端各串聯(lián)一個(gè)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(duì)地的寄生電容,，假設(shè)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(dǎo)致信號(hào)上升時(shí)間延長,，傳輸速度減慢，從而惡化信號(hào)質(zhì)量,。同樣,，過孔同時(shí)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(huì)削弱旁路電容的貢獻(xiàn),，從而減弱整個(gè)電源系統(tǒng)的濾波效用。假設(shè) 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(hào)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(jié)構(gòu),、出線方式等結(jié)構(gòu)尺寸相關(guān)，建議每次設(shè)計(jì)時(shí)都要根據(jù)具體情況用 HFSS 和 Optimetrics 進(jìn)行優(yōu)化仿真,。
當(dāng)采用參數(shù)化模型時(shí),，建模過程很簡單。在審查時(shí),，需要 PCB 設(shè)計(jì)人員提供相應(yīng)的仿真文檔,。
過孔的直徑、焊盤直徑,、深度,、反焊盤，都會(huì)帶來變化,，造成阻抗不連續(xù)性,，反射和插入損耗的嚴(yán)重程度。
【5】通孔同軸連接器
與過孔結(jié)構(gòu)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。