在高速规划中，可控阻抗板和线路的特性阻抗问题困扰着许多我国工程师。本文经过简略而且直观的办法介绍了特性阻抗的根本性质、核算和丈量办法。
在高速规划中，可控阻抗板和线路的特性阻抗是最重要和最遍及的问题之一。首要了解一下传输线的界说：传输线由两个具有必定长度的导体组成，一个导体用来发送信号，另一个用来接纳信号(牢记“回路”替代“地”的概念)。在一个多层板中，每一条线路都是传输线的组成部分，附近的参阅平面可作为第二条线路或回路。一条线路成为“功能杰出”传输线的关键是使它的特性阻抗在整个线路中坚持安稳。
线路板成为“可控阻抗板”的关键是使一切线路的特性阻抗满意一个规定值，一般在25欧姆和70欧姆之间。在多层线路板中，传输线功能杰出的关键是使它的特性阻抗在整条线路中坚持安稳。
可是，终究什么是特性阻抗?了解特性阻抗最简略的办法是看信号在传输中碰到了什么。当沿着一条具有相同横截面传输线移动时，这相似图1所示的微波传输。假定把1伏特的电压阶梯波加到这条传输线中，如把1伏特的电池衔接到传输线的前端(它坐落发送线路和回路之间)，一旦衔接，这个电压波信号沿着该线以光速传达，它的速度一般约为6英寸/纳秒。当然，这个信号确实是发送线路和回路之间的电压差，它能够从发送线路的任何一点和回路的相临点来衡量。图2是该电压信号的传输示意图。
Zen的办法是先“发生信号”，然后沿着这条传输线以6英寸/纳秒的速度传达。第一个0.01纳秒行进了0.06英寸，这时发送线路有剩余的正电荷，而回路有剩余的负电荷，正是这两种电荷差维持着这两个导体之间的1伏电压差，而这两个导体又组成了一个电容器。
鄙人一个0.01纳秒中，又要将一段0.06英寸传输线的电压从0调整到1伏特，这有必要加一些正电荷到发送线路，而加一些负电荷到接纳线路。每移动0.06英寸，有必要把更多的正电荷加到发送线路，而把更多的负电荷加到回路。每隔0.01纳秒，有必要对传输线路的别的一段进行充电，然后信号开端沿着这一段传达。电荷来自传输线前端的电池，当沿着这条线移动时，就给传输线的接连部分充电，因而在发送线路和回路之间形成了1伏特的电压差。每行进0.01纳秒，就从电池中取得一些电荷(±Q)，安稳的时刻距离(±t)内从电池中流出的安稳电量(±Q)便是一种安稳电流。流入回路的负电流实践上与流出的正电流持平，而且正好在信号波的前端，交流电流经过上、下线路组成的电容，完毕整个循环进程。进程如图3所示。
线路的阻抗
对电池来说，当信号沿着传输线传达，而且每隔0.01纳秒对接连0.06英寸传输线段进行充电。从电源取得安稳的电流时，传输线看起来像一个阻抗器，而且它的阻抗值安稳，这可称为传输线路的“浪涌”阻抗(surge impedance)。
相同地，当信号沿着线路传达时，鄙人一步之前，0.01纳秒之内，哪一种电流能把这一步的电压提高到1伏特?这就涉及到瞬时阻抗的概念。
从电池的视点看时，假设信号以一种安稳的速度沿着传输线传达，而且传输线具有相同的横截面，那么在0.01纳秒中每行进一步需求相同的电荷量，以发生相同的信号电压。当沿着这条线行进时，会发生相同的瞬时阻抗，这被视为传输线的一种特性，被称为特性阻抗。假设信号在传递进程的每一步的特性阻抗相同，那么该传输线可认为是可控阻抗传输线。
瞬时阻抗或特性阻抗，对信号传递质量而言非常重要。在传递进程中，假设下一步的阻抗和上一步的阻抗持平，作业可顺利进行，但若阻抗发生改变，那会呈现一些问题。
为了到达最佳信号质量，内部衔接的规划方针是在信号传递进程中尽量坚持阻抗安稳，首要有必要坚持传输线特性阻抗的安稳，因而，可控阻抗板的出产变得越来越重要。别的，其它的办法如余线长度最短化、结尾去除和整线运用，也用来坚持信号传递中瞬时阻抗的安稳。
特性阻抗的核算
简略的特性阻抗模型：Z=V/I，Z代表信号传递进程中每一步的阻抗，V代表信号进入传输线时的电压，I代表电流。I=±Q/±t，Q代表电量，t代表每一步的时刻。
电量(来源于电池)：±Q=±C×V，C代表电容，V代表电压。电容能够用传输线单位长度容量CL和信号传递速度v来推导。单位引脚的长度值当作速度，再乘以每步所需时刻t，则得到公式：±C=CL×v×(±)t.归纳以上各项，咱们能够得出特性阻抗：Z=V/I=V/(±Q/±t)=V/(±C×V/±t)=V/(CL×v×(±)t×V/±t)=1/(CL×v)
能够看出，特性阻抗跟传输线单位长度容量和信号传递速度有关。为了差异特性阻抗和实践阻抗Z，咱们在Z后边加上0.传输线特性阻抗为：Z0=1/(CL×v)
假设传输线单位长度容量和信号传递速度坚持不变，那么传输线特性阻抗也坚持不变。这个简略的阐明能将电容知识和新发现的特性阻抗理论联络在一起。假设添加传输线单位长度容量，例如加粗传输线，可下降传输线特性阻抗。
特性阻抗的丈量
当电池和传输线衔接时(假设其时阻抗为50欧姆)，将欧姆表衔接在3英尺长的RG58光缆上，这时怎么测无量阻抗呢?任何传输线的阻抗都和时刻有关。假设你在比光缆反射更短的时刻里丈量光缆的阻抗，你丈量到的是“浪涌”阻抗，或特性阻抗。可是假设等候满足长的时刻直到能量反射回来并接纳后，经丈量可发现阻抗有改变。一般来说，阻抗值上下反弹后会到达一个安稳的极限值。
关于3英尺长的光缆，有必要在3纳秒内完结阻抗的丈量。TDR(时刻域反射仪)能做到这一点，它能够丈量传输线的动态阻抗。假设在1秒钟内丈量3英尺光缆的阻抗，信号会来回反射数百万次，因而会得到不同的“浪涌”阻抗。
