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传输线阻抗：六个重要值
当查看各种传输线阻抗值时，特征阻抗和差分阻抗通常是两个重要的值，因为这是信令标准中通常指定的两个重要值。但是，实际上有六个传输线阻抗值在PCB设计中很重要
在许多文章和教科书中都可以轻松找到特性阻抗方程，但其他常见的传输线阻抗值则更难计算。这种困难的原因是它依赖于多条传输线的布置以及它们之间的耦合强度。另一个典型的阻抗值是输入阻抗，它取决于线路的长度和任何阻抗失配。
传输线阻抗值
这是重要的传输线阻抗值，应理解为PCB设计和布线的一部分。
特性阻抗
如果您使用Google术语“传输线阻抗”，则特征阻抗的定义是最有可能在搜索结果的第一页上看到的结果。大多数设计人员可能熟悉在集总电路模型中定义的特性阻抗。该模型返回以下流行的特征阻抗公式：
传输线的等效电路模型和特性阻抗。
在足够高的频率或足够低的损耗下，特性阻抗将变成纯电阻性，并收敛于以下值：
高频极限中传输线的特征阻抗
请注意，这里已忽略了趋肤效应，该效应适用于高达1 GHz的数字信号带宽。您可以使用标准公式针对不同的走线几何形状，从传播延迟和特性阻抗中得出L和C的值。然后，您可以使用这些电路值来优化走线宽度和电感，并最大程度地减小瞬态振铃。
特征阻抗有时称为“电涌阻抗”，与术语“电涌阻抗负载”有关。电力系统工程师经常使用此术语来量化跨传输线传输并在负载下看到的功率。
偶数模式和奇数模式阻抗
两条彼此足够靠近的传输线会经历电容性和电感性耦合。这种耦合通常决定串扰，但它也会修改每条线上的信号所看到的阻抗。当以共模（相同幅度，相同极性）驱动耦合线时，偶数模式阻抗是在一对信号传输线上传输的信号所看到的阻抗。当以差分模式（相同幅度，相同极性）驱动线时，适用类似定义：
两根耦合传输线的偶数和奇数模式阻抗值
注意，偶数和奇数模式传输线的阻抗值是根据Z参数为一对耦合的传输线定义的：
传输线阻抗的Z参数
Z矩阵（也称为阻抗参数）可以轻松转换为S参数。它也可以推广到具有共模或差分驱动的多条耦合传输线。
共模和差分阻抗
共模和差模阻抗值与偶数和奇数模态阻抗值有关。通常为差分对的阻抗匹配指定差分阻抗值，而不是奇数模式阻抗。差分对阻抗取决于特性阻抗和差分对两端之间的间距。除在共模驱动下会产生共模阻抗外，这也适用于共模阻抗。
差分和共模阻抗值。
从物理上讲，差分阻抗是在以差分模式驱动该对时，在两条耦合的传输线之间测得的阻抗。类似地，共模阻抗是当一对以共模方式驱动时在两条耦合的传输线之间测得的阻抗。
输入阻抗
该传输线阻抗值在阻抗匹配中很重要，可以用来量化传输线何时超过临界长度；请看链接文章，了解如何量化允许的阻抗失配。无需重复该文章中的所有内容，输入阻抗取决于特性阻抗，传播常数，负载阻抗和传输线的长度：
传输线输入阻抗。
集成传输线阻抗计算器
这里提供了几个方程式，这些方程式描述了不考虑实际PCB复杂几何形状的理想情况。但是，在设计传输线时，它们仍然是一个不错的起点。电路模型可用于根据互电容和电感来近似估算线路之间的耦合，然后可用于确定偶数/奇数和公共/差分阻抗值。
当您需要极其精确的传输线阻抗计算时，您需要使用具有集成电磁场求解器的路径。这为您提供了使用实际PCB时非常精确的阻抗结果以及上升沿和下降沿的信号行为。这很好地解决了无法引入电路模型的复杂寄生现象，并允许设计人员考虑沿耦合传输线长度的长度调整几何。