开云·kaiyun官方网站布线宽度变化引起的反射

开云·kaiyun官方网站布线时，经常会遇到布线穿过一个区域时，由于该区域的布线空间有限，不得不使用更细的线。 穿过该区域后，线条将恢复到原来的宽度。 布线宽度的变化会引起阻抗变化，从而产生反射，影响信号。 什么情况下可以忽略这种影响，什么情况下必须考虑它的影响？ 与这种影响有关的因素有三个：阻抗变化的幅度、信号的上升时间和信号在窄线上的时间延迟。

首先，讨论阻抗变化的幅度。 许多 开云·kaiyun官方网站 电路的设计要求反射噪声小于电压摆幅的 5%（这与信号上的噪声预算有关）。 根据反射系数公式：

ρ=（Z2-Z1）/（Z2+Z1）=△Z/（△Z+2Z1）≤5%

阻抗的近似变化率可按下式计算：△Z/Z1≤10%

大家可能知道，开云·kaiyun官方网站上阻抗的典型指标是+/- 10%，这是根本原因。

如果阻抗只改变一次，比如当线宽从 8mil 变成 6mil，线宽保持 6mil 时，阻抗变化必须小于 10% 才能满足信号在突变时反射噪声的噪声预算要求 不超过电压摆幅的 5% 这有时很难做到。 以FR4板上的微带线为例，我们来计算一下。 如果线宽为8mil，则线与参考平面之间的厚度为4mil，特性阻抗为46.5欧姆。 线宽变为6mil时，特性阻抗变为54.2欧姆，阻抗变化率达到20%，反射信号的幅值必然超标。 至于对信号的影响，还与信号上升时间和信号从驱动端到反射点的延迟有关。 但至少这是一个潜在的问题。 幸运的是，这个问题可以通过阻抗匹配端接来解决。

如果阻抗变化两次，比如线宽从8mil变成6mil，拉出2cm后又变回8mil，那么2cm长6mil宽的线两端就会产生反射。 首先，阻抗变大，引起正反射。 然后，阻抗变小，引起负反射。 如果两次反射之间的间隔足够短，两次反射可能会相互抵消，从而减少影响。 假设传输信号为1V，0.2V在第一次正向反射中反射回来，1.2V继续向前传输，-0.2*1.2=0.24V在第二次反射中反射回来。 假设 6mil 线极短，两次反射几乎同时发生，则总反射电压仅为 0.04V，小于 5% 的噪声预算要求。 因此，这种反射是否影响信号以及影响的程度取决于阻抗变化的时间延迟和信号上升时间。 研究和实验表明，只要阻抗变化处的时间延迟小于信号上升时间的 20%，反射信号就不会造成问题。 如果信号上升时间为1ns，阻抗变化处的时间延迟小于0.2ns对应1.2in，反射不会造成问题。 也就是说，在这种情况下，如果6mil宽的电缆长度小于3cm，是没有问题的。

当开云·kaiyun官方网站布线宽度发生变化时，应根据实际情况仔细分析，看是否有影响。 需要关注三个参数：阻抗变化有多大，信号上升时间有多长，线宽变化的颈部有多长。 按上述方法粗略估算，适当留一定余量。 如果可能，尽量缩短颈部的长度。

需要指出的是，在实际的开云·kaiyun官方网站加工中，参数不可能像理论中那么准确。 理论可以为我们的开云·kaiyun官方网站设计提供指导，但不能照搬，也不能教条。 毕竟，这是一门实践科学。 估算值应根据实际情况适当修改后再用于设计。