【導(dǎo)讀】任何阻抗突變都會引起電壓信號的反射和失真，這會使信號質(zhì)量出現(xiàn)問題。如果信號感受到的阻抗保持不變，就不會發(fā)生反射，信號也不會失真。衰減效應(yīng)是由串聯(lián)和并聯(lián)阻性阻抗引起的。
阻抗：電壓與電流之比，用Z表示，Z = V / I，當(dāng)信號沿互連傳播時(shí)，它將不斷地探測互連的阻抗，并作出相應(yīng)的反應(yīng)。
它（阻抗）是描述互連的所有重要電氣特性的關(guān)鍵術(shù)語，知道了互連的阻抗和傳播時(shí)延，也就知道了它的幾乎所有電氣特性。
3.1 用阻抗描述信號完整性
以下4類基本信號完整性問題都可以用阻抗加以描述。
1.任何阻抗突變都會引起電壓信號的反射和失真，這會使信號質(zhì)量出現(xiàn)問題。如果信號感受到的阻抗保持不變，就不會發(fā)生反射，信號也不會失真。衰減效應(yīng)是由串聯(lián)和并聯(lián)阻性阻抗引起的。
2.信號的串?dāng)_是由兩條相鄰信號線條（還有它們的返回路徑）之間電場和磁場的耦合引起的，信號間的互耦電容和互耦電感形成的阻抗決定了耦合電流和耦合電壓的值。
3.電源供電軌道的塌陷實(shí)際上與電源分配網(wǎng)絡(luò)（PND）的阻抗有關(guān)。系統(tǒng)中必然流動著一定的電流量，以供給所有的芯片。當(dāng)芯片的電流切換時(shí)，由于電源和地之間存在著阻抗，就會形成壓降。這個(gè)壓降意味著電源軌道和地軌道從標(biāo)稱值向下塌陷。
4. 的電磁干擾根源是流經(jīng)外部電纜的共模電流，此電流由地平面上的電壓引起。在地平面上返回電流路徑的阻抗越大，電壓降即低彈就越大，由它再激起輻射電流。減少電纜電磁干擾的 常用辦法是在電纜周圍使用鐵氧體扼流圈，這主要是為了增加共模電流所受到的阻抗，從而減少共模電流。
阻抗是解決信號完整性問題方法學(xué)的 。為了把物理系統(tǒng)設(shè)計(jì)成我們希望的 性能，就需要把所設(shè)計(jì)的物理結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)化為與之等效的電路模型，這個(gè)過程稱為建模。
所建電路模型的阻抗決定了互連怎樣影響電壓和電流信號。只要建立了電路模型，就能使用電路仿真器預(yù)估電壓源受到互連阻抗影響后的新波形。或者，使用驅(qū)動器及互連行為模型預(yù)估信號與阻抗相互作用行為的性能。這個(gè)過程稱為仿真。
分析預(yù)估的波形以確定它們是否滿足時(shí)序，失真或噪聲指標(biāo)。
建模和仿真這兩個(gè)關(guān)鍵步驟的基礎(chǔ)是：把物理特性轉(zhuǎn)換成阻抗特性，分析阻抗對信號的影響。
3.2 阻抗的含義
Z = V / I 單位：Ω
3.4 時(shí)域中理想電阻器的阻抗
時(shí)域中，理想電阻器的阻抗是恒定的 Z = R
3.5 時(shí)域中理想電容器的阻抗
理想電容器的電容值定義如下： C = Q / V
電容器的電容值描述了它在一定電壓下存儲電荷的能力。如果電容值很大，那么在兩端電壓較低時(shí)也能存儲大量電荷。
實(shí)際上，在電容兩端電壓變化時(shí)，電流并不是真正地流過電容器：
對式 C = Q / V 中的Q求導(dǎo)，得到關(guān)于電容器的I-V特性
從上式中可看出，只有電容器兩端的電壓改變時(shí)才會有電流流過，即對于電容器而言，兩端的電壓變化率很大時(shí)，其流過的電流也很大，如果兩端電壓不變，則流過的電流接近于零。
所以在時(shí)域中，理想電容器的阻抗為：
它表明電容器的阻抗與它兩端電壓波形的確切形狀有關(guān)。如果電壓波形的斜率很大（即電壓變化很快），則電流很大，且電容器的阻抗會很小。同樣也表明在電壓信號的變化率相同時(shí)，電容器的容值越大，它的阻抗就越小。
3.6 時(shí)域中理想電感器的阻抗
對電感的行為定義如下：
上式表明，電感器兩端的電壓與流過電流的變化快慢有關(guān)。電感值是一個(gè)比例常數(shù)，它反映了電流變化時(shí)產(chǎn)生電壓的敏感程度。所以，大電感意味著即使電流的小變化也能產(chǎn)生一個(gè)大電壓。
電感器在時(shí)域中的阻抗可以表示為：
如果流過電感器的電流迅速的增加即電流的變化非常劇烈，電感器的阻抗就變得很大。
3.7 頻域中的阻抗
頻域的 重要特性就是正弦波是其中 存在的波形。在頻域中，通過研究理想器件如何與正弦波相互作用進(jìn)而描述這些理想電路元件的行為。
正弦波有且只有3個(gè)特性：每個(gè)波形相應(yīng)的頻率，幅度和相位。
相位一般用弧度描述：
可以在電路元件兩端加上正弦電壓，然后觀察流經(jīng)這個(gè)電路元件的電流，這時(shí)其阻抗的基本定義為：電壓正弦波與電流正弦波之比。（計(jì)算兩個(gè)正弦波的比值時(shí)，需要計(jì)算兩波形的幅度之比和兩者之間的相移）
兩個(gè)正弦波的比值不是正弦波，而是包含了每個(gè)頻率點(diǎn)上的幅度比值和相移信息的數(shù)據(jù)。這個(gè)比值的幅度是兩正弦波幅度之比：電壓幅度和電流幅度之比稱為阻抗的幅值（Ω）。阻抗的相位就是兩波形之間的相移，單位是度或者弧度。
在頻域中，電路元件或電路元件組合的阻抗可以表示成：20MHz頻率時(shí)，阻抗的幅度是15Ω，相位是25°，也就是說，阻抗是15Ω，電壓比電流超前25°。
任何電路元件的阻抗都由兩個(gè)數(shù)組成：在每個(gè)頻率點(diǎn)上的幅值和相位。
在頻域中由于僅需要處理正弦電壓和正弦電流，所以可以從另一個(gè)角度來分析阻抗
1. 如果施加正弦電流使之流過電阻器，則在電阻器兩端會得到一個(gè)正弦電壓：
3.8 等效電路模型
對于建立的電路模型，經(jīng)常會剔除兩個(gè)重要的問題：它的優(yōu)質(zhì)度和它的帶寬是多少？
帶寬是指按模型預(yù)估阻抗與真正實(shí)測阻抗非常吻合時(shí)的 正弦波頻率。
免責(zé)聲明：本文為轉(zhuǎn)載文章，轉(zhuǎn)載此文目的在于傳遞更多信息，版權(quán)歸原作者所有。本文所用視頻、圖片、文字如涉及作品版權(quán)問題，請電話或者郵箱聯(lián)系小編進(jìn)行侵刪。
