26
2017
09

高速PCB 阻抗计算

  有关于高速PCB上走线的阻抗计算问题。各种SI设计的书籍上都会有相关的介绍,为了查阅方便总结一下。
  在一般的非高速PCB设计中,我们都是认为电信号在导线上的传播是不需要时间的,就是一根理想的导线,这种情况在低速的情况下是成立的,但是在高速的情况下,我们就不能简单的认为其是一根理想的导线了,电信号的传播的时间是需要考虑的,导线的分布电阻,分布电容及分别电感都是需要考虑的。因此导线的名字也变成了传输线,以此来体现高速的含义。分析的模型一下子就变的复杂起来,为了解决这种困境,人们建立了一系列统一的标准,以此来降低高速PCB设计的难度,其中关于阻抗的问题,人们规定单端线统一控制成50欧姆(当然也有75欧姆等其他的情况),差分线控制成100欧姆。接下来就来讨论几种情况下的阻抗计算公式。

  注意事项:

尺寸的单位是mil 
εr 相对介电常数
ln 自然对数

  微带线
这里写图片描述

  单端走线阻抗:
这里写图片描述
  差分线阻抗:
这里写图片描述

  其中 Z0单端走线阻抗

s 走线边缘到边缘的距离
h 走线到参考层的高度(微带线),或者两个参考之间的距离(带状线)

  带状线
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  单端走线阻抗:
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  差分线阻抗:
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  含义同上。
  双重带状线
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  单端走线阻抗:
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  嵌入式微带线
这里写图片描述
  单端走线阻抗:
这里写图片描述

  其中我们最常见的是前面的微带线与带状线这两种,微带线出现在表层,带状线出现在中间层。有人可能觉得公式的参数太多了计算的太复杂了,没关系,给你们推荐两个在线计算阻抗的网页https://www.pasternack.com/t-calculator-microstrip.aspx
http://www.emtalk.com/mscalc.phper=&h=&h_units_list=hmm&f=&Zo=&EL=&Operation=Synthesize&Wa=&W_units_list=Wmm&La=&L_units_list=Lmm 用起来还是很方便的。

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