訊號與電源完整性基礎
深入瞭解阻抗、回流路徑、去耦及電源穩定性如何影響系統效能，並降低雜訊與訊號失真。
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訊號與電源完整性
理解PCB設計中的類比與數位接地
在進行印刷電路板（PCB）設計時，正確的接地對於確保訊號完整性、降低雜訊和維持可靠性能至關重要。PCB佈局中常用的兩種接地層是類比接地和數位接地。本文將探討類比接地和數位接地的區別、它們在PCB設計中的重要性以及實施的最佳實踐。 1. 類比接地 vs. 數位接地 類比接地和數位接地在PCB設計中具有不同的用途，通常會分開以防止類比和數位訊號之間的干擾。 類比接地：類比接地專用於處理連續、變化且低速訊號的類比元件和電路。類比接地對於維持訊號保真度、降低雜訊和保持類比量測的準確性至關重要。類比接地通常與數位接地分開，以防止數位（高速）雜訊污染和影響類比訊號。 數位接地：數位接地專用於處理二進位、開關訊號的數位元件和電路。數位接地對於為數位訊號提供參考點、管理開關雜訊以及防止數位電路中的接地迴路至關重要。與類比接地類似，數位接地通常與類比接地分開，以最大限度地減少類比和數位訊號之間的干擾。 2. 接地層佈局 在PCB設計中，類比和數位接地層通常以銅箔層的形式實現在PCB基板上。 這些接地層為回流電流提供低阻抗路徑，並作為訊號傳播的參考平面。 ● 分離：類比和數位接地層應在PCB佈局上實體分離，以最大限度......
Oct 23, 2025
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訊號與電源完整性
關於如何確定電路阻抗公式的 8 個驚人事實
在分析電路行為與最佳化其效能時，判定電路的阻抗至關重要。阻抗常與電阻混淆，但在許多電子應用中—尤其是印刷電路板（PCB）設計—扮演重要角色。本文將探討八個關於判定電路阻抗及其在 PCB 設計中重要性的驚人事實。我們將先檢視阻抗與電阻的差異，再探討 PCB 中阻抗匹配的重要性，最後說明在 PCBA 製作過程中如何最佳地運用阻抗公式。 阻抗與電阻有何不同？ 在電路中區分阻抗與電阻極為關鍵。電阻是材料特性對電流所產生的阻礙；而阻抗則是電阻與電抗的綜合體。電抗反映了電容或電感對電流流動所造成的阻礙。工程師若能理解此差異，便能更準確地分析電路行為並最佳化設計。 為何 PCB 須重視阻抗匹配？ 阻抗匹配是 PCB 設計的關鍵環節。阻抗不匹配會導致訊號反射，造成效能低落與訊號完整性下降。阻抗匹配可確保最大功率傳輸、減少訊號衰減，並提升整體電路效率。PCB 設計師經常使用阻抗計算器與公式，計算出最合適的元件數值，以達成阻抗匹配。 阻抗公式：電路分析的重要工具 阻抗公式是分析交流電路極為實用的工具，可讓工程師計算系統對交流電流的總阻抗。公式為 Z = R + jX，其中 Z 為阻抗，R 為電阻，X 為電抗。工程師利......
Jan 06, 2026
訊號與電源完整性
擴大機 PCB 設計：打造無雜訊 Hi-Fi 電路板
設計高傳真音訊擴大機 PCB 需要兼顧物理原理與現代技術。我們必須維持訊號純淨，同時確保電路板可製造。音訊擴大機電路應從純淨的電源與適當濾波開始。使用低雜訊輸入級，搭配正確偏壓與輸入耦合電容。我們將看到如何加入旁路與去耦電容的設計技巧。確保良好接地以降低哼聲。加入穩定網路，例如輸出端的 Zobel 網路。並保持訊號路徑短且與電源走線分離以降低雜訊。來看看核心挑戰。 雜訊、熱、接地——三大殺手 雜訊：假設你正在處理 GHz 等級的數位訊號，由於訊號本質會產生諧波。若任何走線的電長度恰好等於該頻率，就會形成共振。於是你無意間在 PCB 上製造了一根天線，既不需要也不想要，因而產生雜訊。同樣情況也發生在兩條數位走線平行、各自攜帶不同資訊，或把數位走線走在類比區時。 熱：功率電晶體與 AB 類輸出級會產生熱。熱管理不是開玩笑；必須遵循導熱孔、大銅箔與適當散熱片等準則。忽視熱，電路板就會教你漂移與偏壓偏移。 接地：接地就像 PCB 佈局的 Excel 表，看起來無聊，一出錯就慘了。接地不良會導致大量訊號與電源完整性問題。訊號回流路徑需要訊號地，電源 PDN 需要電源參考。能量在 PCB 介電層間以波導形式流......
Jan 03, 2026
訊號與電源完整性
深入了解高速 PCB 設計中的阻抗匹配
隨著科技進步與積體電路應用日益廣泛，電子訊號傳輸的頻率與速度不斷提升，這使得 PCB 導體提供高性能傳輸線變得至關重要。這些傳輸線負責將訊號從源端準確且完整地傳遞到接收端。這項要求強調了阻抗匹配的需求。 電抗，通常表示為 Z並以歐姆 (Ω）為單位，是指交流電路中電阻、電感和電容的綜合效應。特定電路的阻抗並非恆定值；其數值由交流頻率、電阻 (R)、電感 (L) 和電容 (C) 共同決定，因此會隨頻率變化。 什麼是阻抗匹配？ 阻抗匹配是確保訊號源或傳輸線與其負載之間相容性的一種方式。它可以分為低頻匹配與高頻匹配。在低頻電路中，波長相對於傳輸線較長，反射可以忽略不計。然而，在高頻電路中，由於波長較短且與傳輸線長度相當，疊加在原始訊號上的反射訊號會改變其形狀並影響訊號品質。 如上圖所示，訊號從源端 A 發出，經過中間傳輸線，進入接收端 B。在傳輸過程中，電路中的寄生電阻、電容和電感會阻礙高速訊號傳輸。當訊號在這些元件之間傳播並遇到不一致的阻抗時，可能會導致訊號反射，進而產生訊號失真。 阻抗匹配能有效減少或消除高頻訊號反射。常見的阻抗線可分為四種類型（如微帶線、帶狀線等）。 阻抗設計考量因素 (1) 阻抗控......
Dec 25, 2025
訊號與電源完整性
理解 PCB 設計中的 DC 5V 輸入：關鍵考量因素
DC 5V 輸入是 PCB 設計的關鍵面向，能確保電子專案的電壓調節與相容性。本文將探討 DC 5V 輸入的重要性、影響其需求的因素、具備 DC 5V 輸入相容性的 PCB 設計最佳實務、測試與驗證技術、實際應用，甚至如何在 PCB 上製作 5V 電源供應器。透過理解 DC 5V 輸入的重要性，工程師能夠建立穩固可靠的 PCB 設計。 I. 什麼是 DC 5V 輸入？ DC 5V 輸入指的是 5 伏特的直流電源供應電壓，廣泛應用於電子專案和裝置中，例如基於微控制器的系統（如 Arduino 和 Raspberry Pi）、感測器應用（例如溫度偵測器、運動偵測器）以及 LED 照明應用。 這些專案和裝置依賴穩定且經過調節的 5V 輸入來為其元件供電，並確保最佳效能和可靠性。適當的電壓調節對於維持這些電子系統的功能性和準確運作至關重要。 II. 影響 DC 5V 輸入需求的因素 元件的電壓規格： 電子專案中的各種元件，例如微控制器、感測器和積體電路，都有特定的電壓要求。在設計 PCB 時，設計人員必須將這些規格納入考量，以保證最佳功能。 轉換與調節技術： 不同的元件可能需要不同的電壓水平，因此需要使用......
Oct 30, 2025
訊號與電源完整性
理解PCB設計中的類比與數位接地
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Oct 23, 2025