面包芯语

EMC中阻抗匹配的案例

原创 韬略科技EMC 2025-03-04 11:30
迈来芯新一代经济型热成像技术 玄铁处理器集智能、安全、端云一体芯片架构

一前言

电子技术的进步发展使我们的生活中充满着形形色色的电子产品，LCD显示屏便是其中之一。它被广泛应用在手机、电脑、仪表、控制器等产品上，目前主流的LCD显示接口为RGB、LVDS、MIPI和HDMI。

而信号的传输阻抗是需要重点考虑的一个方面，特别是差分信号和高速率传输信号。如果信号能做好阻抗匹配，不仅可以使信号在传输线上平稳地传输，减少反射现象，提高信号的完整性和准确性，也可防止产生噪声干扰。

二阻抗匹配

阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。
HDMI、LVDS、FPD-Link接口等高速数字接口都有严格的阻抗控制要求。通过使用特定的传输线结构（如微带线、带状线）和控制 PCB 布线的参数，可以实现特性阻抗的匹配，确保高速数字信号的稳定传输。

图1 阻抗匹配

【阻抗匹配的作用】：提高信号传输速率
1.减少串扰；
2.减少信号反射；
3.保证系统的稳定性和可靠性；
4.满足高速信号传输标准和需求。
【阻抗匹配实现方法】：
1.变压器匹配；
2.串联 / 并联电阻匹配；
3.调整传输线特性阻抗。

图2 阻抗匹配的方法

三案例分析整改

从图4中的测试数据可知问题点是时钟的倍频超标严重，根据测试数据中的时钟干扰可得出超标的基频约为73.75MHz，通过频谱仪去查找超标时钟源头，排查判定为显示屏差分信号的时钟问题。

整改措施如下，在负载端差分信号之间并联100欧电阻，措施如下图所示：

图3 实际整改措施图片

加上并联电阻形成阻抗匹配后，再去看数据变化，根据测试数据可知，阻抗匹配可很大程度改善RE辐射效果，噪声降幅最大降幅达14db，如下图所示：

图4 整改前的RE测试数据

图5 整改后的RE测试数据

四总结

阻抗匹配是高速信号的一大重要点，阻抗不匹配会导致串扰，不仅会对信号完整性产生影响，也会对整个PCB形成噪声干扰，导致机器的辐射干扰超标，使其过不了EMI的测试标准。

高速率传输电路必须考虑其阻抗匹配问题，只有实现了输出阻抗与负载阻抗“完美”的匹配，才能实现信号的无反射传输，实现最大功率化利用。

本文仅代表个人观点，欢迎指教。

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