1、現(xiàn)在關(guān)于 PCB線路板的阻抗計算方式有很多種，相關(guān)的軟件也能夠直接幫您計算阻抗 值，今天通過 polar si9000來和大家說明下阻抗是怎么計算的。在阻抗計算說明之前讓我們先了解一下阻抗的由來和意義：傳輸線阻抗是從電報方程推導(dǎo)出來(具體可以查詢微波理論)如下圖,其為平行雙導(dǎo)線的分布參數(shù)等效電路:得 Ok,理解特性阻抗理論上是怎么回事情,看看實際上的意義,當電壓電流在傳輸線傳播的 時候,如果特性阻抗不一致所求出的電報方程的解不一致,就造成所謂的反射現(xiàn)象等等.在信 號完整性領(lǐng)域里,比如反射,串擾,電源平面切割等問題都可以歸類為阻抗不連續(xù)問題,因此匹 配的重要性在此展現(xiàn)出來.疊層(stackup)

2、的定義我們來看如下一種 stackup,主板常用的8 層板(4 層 power/ground 以及4 層走線層,sggssggs,分別定義為 L1, L2L8)因此要計算的阻抗為 L1,L4,L5,L8下面熟悉下在疊層里面的一些基本概念,和廠家打交道經(jīng)常會使用的 Oz 本來是重量的單位Oz(盎司 )=28.3 g(克)在疊層里面是這么定義的,在一平方英尺的面積上鋪一盎司的銅的厚度為1Oz,對應(yīng)的單位如下 傳輸線特性阻抗的計算首先,我們來看下傳輸線的基本類型,在計算阻抗的時候通常有如下類型: 微帶線和帶狀 線,對于他們的區(qū)分,最簡單的理解是,微帶線只有 1 個參考地,而帶狀線有2個參考地,如下圖

3、所示對照上面常用的 8 層主板,只有top 和 bottom 走線層才是微帶線類型,其他的走線層 都是帶狀線類型在計算傳輸線特性阻抗的時候, 主板阻抗要求基本上是:單線阻抗要求55 或者60Ohm, 差分線阻抗要求是 70110Ohm,厚度要求一般是 12mm,根據(jù)板厚要求來分層得到各厚 度高度.在此假設(shè)板厚為 1.6mm,也就是 63mil 左右, 單端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我們假設(shè)以如下的疊層來走線。先來計算微帶線的特性阻抗,由于 top 層和 bottom 層對稱,只需要計算top 層阻抗就好的,采用 polar si6000,對應(yīng)的計算圖形如下:在計算的時候注意

4、的是:1,你所需要的是通過走線阻抗要求來計算出線寬W(目標)2,各廠家的制程能力不一致,因此計算方法不一樣,需要和廠家進行確認3,表層采用coated microstrip 計算的原因是,廠家會有覆綠漆,因而沒用surface microstrip 計算,但是也有廠家采用surface microstrip 來計算的,它是經(jīng)過校準的4,w1 和w2 不一樣的原因在于pcb 板制造過程中是從上到下而腐蝕,因此腐蝕出來有 梯形的感覺(當然不完全是)5,在此沒計算出精確的 60Ohm 阻抗,原因是實際制程的時候廠家會稍微改變參數(shù),沒必 要那么精確,在 1,2ohm 范圍之內(nèi)我是覺得沒問題6,h/t

5、參數(shù)對應(yīng)你可以參照疊層來看再計算出 L5 的特性阻抗如下圖記得當初有各版本對于 stripline 還有 symmetrical stripline 的計算圖,實際上的差異 從字面來理解就是 symmetrical stripline 其實是offset stripline 的特例 H1=H2在計算差分阻抗的時候和上面計算類似,除所需要的通過走線阻抗要求來計算出線寬的 目標除線寬還有線距,在此不列出選用的圖是在計算差分阻抗注意的是:在滿足 DDR2 clock 85Ohm1394 110Ohm 差分阻抗的同時又滿足其單端阻抗,因 此我通常選擇的是先滿足差分阻抗(很多是電流模式取電壓的)再考慮單端阻抗(通常板廠是不考慮的,實際做很多板子,問題確實不算大,看樣子差分線還是走線同層同via 同間距要求 一定要符合)特性阻抗公式 (含微帶線,帶狀線的計算公式)a.微帶線(microstrip) 須在