笼统又杂乱的数位高速逻辑原理，与传输线中方波信号的怎么传送， 以及怎么保证其信号完整性(Signal Integrity)，下降其杂讯(Noise)削减之误动作等专业表达，若能以简略的日子实例加以阐明，而非动则搬来一堆数学公式与难明的物理语言者，则对新手或隔行者之启迪与谋福，实有事半功倍举重若轻之受用也。
但是，很多本科专业者，乃至杏坛为师的博士教授们，不知是否没有真实进入状况不知其所以然?亦或是故意做作所知以慑服受教者则不得而知，或是二者心态兼有之!坊间很多书本期刊文章，八成也都言不及义缺图少例，的确让人水中望月，看懂了反倒古怪呢!
笔者近来取得一份有关阻抗操控的简报材料，系电性测验之专业日商HIOKI所供给。其内容可谓文要图简一看就懂，令人爱不释手。正是笔者长久以来所寻求的境地，大喜之下乃征得原著“问港建”公司的赞同，并经由港建公司廖丰莹副总的大力帮忙，以及原作者山崎浩(Hiroshi Yamazaki)及其上司金井敏彦(Toshihiko Kanai)等解惑下，得以完结此文，在此同时感谢。并欢迎一切长辈先进们，多多慨赐相似材料嘉惠学子读者，则功在业界善莫大焉。
一 .将信号的传输当作软管送水浇花
1.1 数位体系之多层板信号线(Signal Line)中，当呈现方波信号的传输时，可将之设想成为软管(hose)送水浇花。一端于手握处加压使其射出水柱，另一端接在水龙头。当握管场所施压的力道刚好，而让水柱的射程正确洒落在方针区时，则施与受两者皆欢而顺畅完结使命，岂非一种称心如意的小小成果?
1.2 但是一旦用力过度水注射程太远，不光腾空跳过方针糟蹋水资源，乃至还或许因强力水压无处发泄，致使往来历反弹构成软管自龙头上的挣脱!不只使命失利横生波折，并且还大捅疏忽满脸豆花呢!
1.3 反之，当握处之揉捏缺乏致使射程太近者，则照样得不到想要的成果。过为己甚皆非所欲，唯有适可而止才干正中下怀大快人心。
1.4 上述简略的日子细节，正可用以阐明方波(Square Wave)信号(Signal)在多层板传输线(Transmission Line，系由信号线、介质层、及接地层三者所一起组成)中所进行的快速传送。此刻可将传输线(常见者有同轴电缆Coaxial Cable，与微带线Microstrip Line或带线Strip Line等)当作软管，而握管场所施加的压力，就比如板面上“承受端”(Receiver)元件所并联到Gnd的电阻器一般(是五种终端技能之一，请另见 TPCA会刊第13期“内嵌式电阻器之开展”一文之具体阐明)，可用以调理其结尾的特性阻抗(Characteristic Impedance)，使匹配承受端元件内部的需求。
二. 传输线之终端控管技能(Termination)
2.1 由上可知当“信号”在传输线中奔驰游览而抵达结尾，欲进入承受元件(如CPU或Meomery等巨细不同的IC)中作业时，则该信号线自身所具有的“特性阻抗”，有必要要与终端元件内部的电子阻抗互相匹配才行，如此才不致使命失利白忙一场。用术语说便是正确履行指令，削减杂讯搅扰，防止过错动作”。一旦互相未能匹配时，则必将会有少量能量回头朝向“发送端”反弹，从而构成反射杂讯(Noise)的烦恼。
2.2 当传输线自身的特性阻抗(Z0)被规划者订定为28ohm时，则终端控管的接地的电阻器(Zt)也有必要是28ohm，如此才干帮忙传输线对Z0的坚持，使全体得以安稳在28 ohm的规划数值。也唯有在此种Z0=Zt的匹配景象下，信号的传输才会最具功率，其“信号完整性”(Signal Integrity，为信号质量之专用术语)也才最好。
三.特性阻抗(Characteristic Impedance)
3.1 当某信号方波，在传输线组合体的信号线中，以高准位(High Level)的正压信号向前推动时，则距其最近的参阅层(如接地层)中，理论上必有被该电场所感应出来的负压信号随同前行(等于正压信号反向的回归途径 Return Path)，如此将可完结全体性的回路(Loop)体系。该“信号”前行中若将其飞翔时刻暂短加以冻住，即可幻想其所遭受到来自信号线、介质层与参阅层等所一起呈现的瞬间阻抗值(Instantanious Impedance)，此即所谓的“特性阻抗”。
是故该“特性阻抗”应与信号线之线宽(w)、线厚(t)、介质厚度(h)与介质常数(Dk)都扯上了联系。此种传输线之一的微带线其图示与计算公式如下： 【笔者注】Dk(Dielectric Constant)之正确译词应为介质常数，原文中之…r其实应称做“相对容电率”(Relative Permitivity )才对。后者是从平行金属板电容器的态度看工作。因为其更挨近现实，因此近年来许多重要标准(如IPC-6012、IPC-4101、IPC-2141与 IEC-326)等都已改称为… r了。且原图中的E并不正确，应为希腊字母 (Episolon)才对。
3.2 阻抗匹配不良的结果
因为高频信号的“特性阻抗”(Z0)原词甚长，故一般均简称之为“阻抗”。读者千万要当心，此与低频AC交流电(60Hz)其电线(并非传输线)中，所呈现的阻抗值(Z)并不完全相同。数位体系当整条传输线的Z0都能办理妥善，而操控在某一范围内(±10或 ±5)者，此质量杰出的传输线，将可使得杂讯削减而误动作也可防止。 但当上述微带线中Z0的四种变数(w、t、h、 r)有任一项产生反常，例如图中的信号线呈现缺口时，将使得本来的Z0忽然上升(见上述公式中之Z0与W成反比的现实)，而无法持续坚持应有的安稳均匀(Continuous)时，则其信号的能量必然会产生部分行进，而部分却反弹反射的缺失。如此将无法防止杂讯及误动作了。下图中的软管忽然被山崎的儿子踩住，构成软管两头都呈现反常，正好可阐明上述特性阻抗匹配不良的问题。
3.3 阻抗匹配不良构成杂讯
上述部分信号能量的反弹，将构成本来杰出质量的方波信号，当即呈现反常的变形(即产生高准位向上的Overshoot，与低准位向下的Undershoot，以及二者后续的Ringing;具体内容另见TPCA会刊第13期“嵌入式电容器”之内文)。此等高频杂讯严峻时还会引发误动作，并且其时脉速度愈快时杂讯愈多也愈简单犯错。
四. 特性阻抗的测验
4.1 采TDR的量测
由上述可知全体传输线中的特性阻抗值，不光须坚持均匀性，并且还要使其数值落在规划者的要求的公役范围内。其一般性的量测办法，便是运用“时域反射仪”(Time Domain Reflectometry;TDR )。此TDR可产生一种梯阶波(StepPulse或Step Wave)，并使之送入待测的传输线中而成为入射波(Incident Wave)。所以当其信号线在线宽上产生宽窄的变化时，则萤光幕上也会呈现Z0欧姆值的上下崎岖振动。
