目录
01 阻抗相关介绍
阻抗(Electrical Impedance)
阻抗匹配(Impedance Matching)
常规的阻抗线(Impedance Matching)
02 微带线与带状线
微带线(MicroStrip)
带状线(Stripline)
03 文章总结
大家好，这里是程序员杰克。一名平平无奇的嵌入式软件工程师。
在设计高速数字信号PCB时，经常会遇到需要使用差分布线的场合，如HDMI、USB、ETH等高速外设；其在布线时除了要求线宽、线间距一致以外，还需要进行阻抗匹配。本系列推文结合简单四层板USB外设实例，使用Si9000对高速差分线的阻抗进行设计。由于篇幅原因，本篇主要是对阻抗以及阻抗模型的相关概念进行分享。
下面正式进入本章推送的内容。
01 阻抗相关介绍
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阻抗(Electrical Impedance)
电阻、电感和电容的电路对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示，单位为欧姆。其是一个复数，实部称为电阻，虚部称为电抗；电容对交流电的阻碍作用为容抗，电感对交流电的阻碍作用为感抗，容抗和感抗总称为阻抗。
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阻抗匹配(Impedance Matching)
阻抗匹配是指输入信号源/传输线<->负载之间的匹配方式。其分为低频电路和高频电路，在电路设计中主要是对高频电路进行阻抗匹配。
对于低频电路而言，信号波的波长相对于传输线来说长很多，传输线可以认为是“短线”，即在传输线上的反射基本不考虑。
在高频电路中，信号波的波长很短，信号波波长跟传输线长度差距没那么大时，反射的信号会和原始信号一起传输，导致接收的信号与原信号不一致，影响信号的质量。以下引用立创提供阻抗资料的图来说明阻抗不匹配的影响：
上图阻抗不匹配时，对于高速图像采集/传输而言，接收端原始图像信息因受反射信号影响，导致接收的图像存在重影，严重影响了图像的质量。
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常规的阻抗线(Impedance Matching)
在PCB硬件设计中，一般在数字信号处理方面会对阻抗进行设计。常规的阻抗有：单端阻抗、差分阻抗、共面单端阻抗、共面差分阻抗，阻抗图示以及说明如下（下图从立创资料摘抄）：
02 微带线与带状线
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微带线(MicroStrip)
度娘解析的含义是：微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线，基片的另一面制作有接地金属平板（如下图）。
对比PCB来理解：微带线是布线在顶层Top/底层Bottom的信号走线。以层叠结构为例：层叠结构为“Top - GND - POWER - Bottom”，在Top和Bottom层进行走线，以GND/POWER层作为参考平面，该差分线的模型即是微带线模型；
在微带线模型的PCB设计中，PCB在表层走线时，按照走线是否绿油覆盖，又区分为两个模型：
- 表面微带线模型(surfacemicrostrip)[无绿油覆盖, 铜箔裸露]
- 嵌入式微带线模型(coatedmicrostrip)[绿油覆盖]
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带状线(Stripline)
带状线是介于两个接地层之间的印制导线。基于前面的分析，带状线是布线在PCB内层的的信号走线。在内层进行布线，走差分线的模型即为带状线模型；
03 文章总结
本篇推文主要是对阻抗、阻抗匹配以及微带线、带状线相关知识点进行说明。对于阻抗匹配设计而言，需要对以上知识所组合成的模型进行分析，进而对高速电路的阻抗匹配进行设计。通过了解本推文的内容，对明确某高速差分信号所对应的模型的分析会有所帮助。
