信号完整性十万各为什么(特性阻抗随频率变化)

作者:teddy.gao 一个喜欢文学艺术和写作的工程师

特性阻抗是我们做高速信号完整性设计中需要考虑的一个重要的参数,其和几何尺寸,叠层材料相关。

其实它还和频率相关。那么为什么和频率相关呢?

我们先来推导下特性阻抗的公式。

Z=V/I=Ldi/dt/I=LI/t/I=L/t=Lv*V/t=Lv*V

V是信号传输的速率。

V=C/(DK)^(0.5)

对于固定的结构和材料DK在不同的频率下趋于稳定

从公式我们可以知道,特性阻抗是和电感有关的物理量。

从趋肤效应我们知道,随着频率的升高,信号趋于导体的表面分布。对于一个固定结构的导体,到通过其信号的频率从DC升高的过程中,我们看到

电流的密度是不断降低的。我们知道信号的电流的密度越低的时候,导线产生的电感是越小的。所以随着频率的升高电感是逐渐减小的。

但是到了一定的频率,电感的减小可以忽略不变。

所以我们看到的是特性阻抗从低频到高频有一定的减小,但是随着频率继续升高,特性阻抗非常缓慢变小,趋于稳定。

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