阻抗匹配与0欧电阻全知晓
阻抗匹配与0欧电阻全知晓
在PCB设计中，阻抗匹配与0欧电阻的应用至关重要。本文将详细介绍阻抗匹配的原理、应用场景以及0欧电阻的多种用途，帮助工程师更好地理解和应用这些技术。
阻抗匹配：信号传输的关键
高频信号的串行阻抗匹配
高频信号通常采用串行阻抗匹配方式。串行电阻阻值一般在20-75Ω之间，其大小与信号频率呈正相关，与PCB走线宽度和长度呈反向关系。在嵌入式系统里，当信号频率高于20M，且PCB走线长度超5cm时，像时钟信号、数据和地址总线信号等，都需添加串行匹配电阻。它主要有两大作用：
降低高频噪声与边沿过冲：信号边沿过于陡峭，会包含大量高频成分，易产生辐射干扰及过冲现象。串联电阻与信号线分布电容、负载输入电容构成RC电路，能有效减缓信号边沿陡峭程度。
避免高频反射和自激振荡：信号频率高时，波长变短，若传输线特征阻抗与负载阻抗不匹配，在负载端就会产生反射，导致自激振荡。而低频信号在PCB板内走线可直接连通，无需串行匹配电阻。
并行阻抗匹配：终端匹配的奥秘
并行阻抗匹配，也称“终端阻抗匹配”，多用于输入/输出接口端，主要针对传输电缆的阻抗匹配。例如，LVDS与RS422/485使用5类双绞线输入端匹配电阻为100-120Ω；视频信号用同轴电缆匹配电阻为75Ω或50Ω，用扁平电缆为300Ω。并行匹配电阻阻值受传输电缆介质影响，与长度无关，其核心作用同样是防止信号反射、减少自激振荡，还能提升系统EMI性能。除电阻外，变压器也可用于阻抗变换，如以太网接口、CAN总线等场景。
0欧电阻：小元件大用途
便捷跳线：最简单的作用是当作跳线，若某段线路无需使用，直接不焊接该电阻，既达到目的又不影响外观。
参数调试助手：在匹配电路参数不确定时，先用0欧姆电阻代替，实际调试过程中，确定参数后再用具体数值元件替换。
电流测量便利：想测量某部分电路工作电流时，去掉0欧电阻，接上电流表，就能轻松完成电流测量。
布线跨接：布线困难时，0欧电阻可起到跨接作用，让线路布局更灵活。
高频信号网络中的特殊角色：在高频信号网络里，0欧电阻能充当电感或电容，实现阻抗匹配，它自身也有阻抗，充当电感时，主要解决EMC问题。
单点接地实现：可用于单点接地，例如模拟地与数字地的单点对接共地，避免地环路干扰。
电路配置替代：能取代跳线和拨码开关进行电路配置，防止用户随意改动设置引发问题，降低维护成本。
系统调试利器：系统调试时，将系统分模块，模块间电源与地用0欧电阻分开，一旦发现电源或地短路，去掉0欧电阻可快速缩小查找范围。虽然磁珠功能与0欧电阻类似，但两者本质不同，0欧电阻呈阻抗特性，磁珠呈感抗特性，磁珠常用于电源与地网络滤波。