印刷電路板走線寬度變化引起的反射
當進行印刷電路板布線時，經常會發生這樣的情況，當布線穿過某個區域時，由于該區域的布線空間有限，必須使用較細的線，并且在穿過該區域后，線恢復其原始寬度。走線寬度的變化會引起阻抗變化，因此會發生反射，從而影響信號。那么在什么情況下我們可以忽略這種影響，在什么情況下我們必須考慮它的影響？
與這種影響相關的因素有三個：阻抗變化的幅度、信號的上升時間和窄線上信號的時間延遲。
首先，討論阻抗變化的幅度。許多電路的設計要求反射噪聲小于電壓擺幅的5%(這與信號的噪聲預算有關)。根據反射系數公式，
可以計算出阻抗要求的近似變化率。
如果阻抗變化僅發生一次，例如，當線寬從8mil變為6mil，并且寬度保持在6mil時，阻抗變化必須小于10%，以滿足噪聲預算要求，即突變時的信號反射噪聲不應超過電壓擺幅的5%。這有時很難做到。以FR4板上的微帶線為例，進行計算。如果線寬為8密耳，則線與參考平面之間的厚度為4密耳，特征阻抗為46.5 歐姆。當線寬變為6密耳時，特征阻抗變為54.2 歐姆，阻抗變化率達到20%。反射信號的幅度必須超過標準。至于對信號的影響，它也與信號的上升時間和從驅動端到反射點處信號的時間延遲有關。但至少這是一個潛在的問題。幸運的是，這個問題可以通過阻抗匹配終端來解決。
例如，如果阻抗變化兩次，當線寬從8mil變為6mil后，它被拉出2cm，然后又變回8mil。然后點處將在2厘米長和6密耳寬的線的兩端反射，一旦阻抗變大并發生正反射，那么阻抗變小并發生負反射。如果兩次反射之間的間隔足夠短，兩次反射可能會相互抵消，從而減小影響。假設傳輸信號為1V，0.2V在第一次正常反射中被反射，1.2V繼續向前傳輸，并且-0.2*1.2=0.24v在第二次反射中被反射回來。假設6密耳線的長度非常短，兩次反射幾乎同時發生，總反射電壓僅為0.04伏，低于5%的噪聲預算要求。因此，這種反射是否影響信號以及影響程度取決于阻抗變化的時間延遲和信號的上升時間。研究和實驗表明，只要阻抗變化的時間延遲小于信號上升時間的20%，反射信號就不會引起問題。如果信號上升時間為1ns，阻抗變化的時間延遲小于0.2ns(對應于1.2英寸)，反射不會造成問題。也就是說，在這種情況下，只要6密耳寬的跡線的長度小于3厘米，就不會有問題。
當印刷電路板布線的線寬發生變化時，有必要根據實際情況仔細分析，看是否會造成影響。有三個參數需要注意：阻抗變化有多大，信號上升多長時間，以及線寬的頸部變化多長時間。根據以上方法，做一個粗略的估計，并留有一定的余地。如果可能的話，盡量縮短脖子的長度。
需要指出的是，在實際的印刷電路板加工中，參數不能像理論中那樣精確，理論可以為我們的設計提供指導，但不能照搬和教條。畢竟，這是一門實踐科學。估算值應根據實際情況進行修正，然后應用于設計。如果你覺得沒有經驗，首先要保守，然后根據制造成本做適當的調整。