微带线(microstrip)和带状线(stripline)

微带线和带状线阻抗导言：微带线和带状线是在高频电路和微波领域中常用的传输线路结构。

它们由于其特殊的结构和材料选择，在高频信号传输中具有重要的应用价值。

本文将从微带线和带状线的概念、结构、特点以及阻抗等方面进行介绍和比较，以便更好地理解和应用这两种传输线路。

一、微带线微带线是一种常用的平面传输线路结构，由导体、介质和地面构成。

导体通常采用金属箔或薄膜形式，介质可以是空气、聚四氟乙烯（PTFE）等。

微带线的特点在于其导体位于介质的一侧，而另一侧与地面相隔一定距离。

1. 结构特点微带线的结构简单，由导体、介质和地面三部分组成。

导体通常是一条细长的金属带，宽度较窄，厚度较薄。

介质可以是空气、聚四氟乙烯等，其厚度相对导体较大。

地面一般采用金属层，作为微带线的底部。

2. 电磁特性由于微带线的特殊结构，其电磁特性与常规传输线路有所不同。

微带线主要有两种电磁模式，即TEM模式和TE模式。

TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着微带线的平面方向传播。

TE模式是指电磁波仅沿着微带线的平面方向传播。

3. 阻抗特性微带线的阻抗取决于其结构参数和材料特性。

一般来说，微带线的阻抗较为灵活，可以通过调整导体宽度、介质高度和介电常数等参数来实现不同的阻抗匹配。

常见的微带线阻抗有50欧姆和75欧姆等。

二、带状线带状线是一种平面传输线路结构，其结构类似于微带线，但在导体形状和介质选择上有所不同。

带状线的导体通常是一条细长的金属带，宽度较宽，厚度较薄。

介质可以是聚四氟乙烯等。

1. 结构特点带状线的结构与微带线相似，由导体、介质和地面三部分组成。

导体通常是一条宽度较宽的金属带，厚度较薄。

介质可以是聚四氟乙烯等。

地面一般采用金属层，作为带状线的底部。

2. 电磁特性带状线的电磁特性与微带线类似，也有TEM模式和TE模式。

TEM模式是指电磁波既不沿导体方向传播，也不沿介质方向传播，而是沿着带状线的平面方向传播。

TE模式是指电磁波仅沿着带状线的平面方向传播。

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ＰＣＢ阻抗设计与阻抗设计软件Ｐolａｒ的使用 随着 PCB 信号切换速度不断增长，当今的 PCB 设计厂商需要理解和控制 PCB 迹线的阻抗。

相应于现代数字电路较短的信号传输时间和较高的时钟速率，PCB 迹线不再是简单的连接，而是传输线。

在实际情况中，需要在数字边际速度高于1ns 或模拟频率超过300Mhz时控制迹线阻抗。

PCB 迹线的关键参数之一是其特性阻抗（即波沿信号传输线路传送时电压与电流的比值）。

印制电路板上导线的特性阻抗是电路板设计的一个重要指标，特别是在高频电路的PCB设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。

这就涉及到两个概念：阻抗控制与阻抗匹配，本文重点讨论阻抗控制和叠层设计的问题。

阻抗控制阻抗控制(eImpedance Controling)，线路板中的导体中会有各种信号的传递，为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本身若因蚀刻，叠层厚度，导线宽度等不同因素，将会造成阻抗值得变化，使其信号失真。

故在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为―阻抗控制‖。

PCB 迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定。

影响PCB走线的阻抗的因素主要有: 铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。

PCB 阻抗的范围是 25 至120 欧姆。

在实际情况下，PCB 传输线路通常由一个导线迹线、一个或多个参考层和绝缘材质组成。

迹线和板层构成了控制阻抗。

PCB 将常常采用多层结构，并且控制阻抗也可以采用各种方式来构建。

但是，无论使用什么方式，阻抗值都将由其物理结构和绝缘材料的电子特性决定：●信号迹线的宽度和厚度●迹线两侧的内核或预填材质的高度●迹线和板层的配置●内核和预填材质的绝缘常数PCB传输线主要有两种形式：微带线（Microstrip）与带状线（Stripline）。

微带线（Microstrip）：微带线是一根带状导线，指只有一边存在参考平面的传输线，顶部和侧边都曝置于空气中（也可上敷涂覆层），位于绝缘常数 Er 线路板的表面之上，以电源或接地层为参考。

微带线和带状线微带线和带状线在现代通信领域，微带线和带状线是最常见的两种传输线类型。

它们各自具有独特的优点和应用场景，被广泛用于微波电路、射频电路等领域。

本文将对微带线和带状线进行详细介绍。

1.微带线微带线是一种平板传输线，通常由金属线路和绝缘基板组成。

微带线具有结构简单、成本低廉和易于制造的优点，因此在微波电路和射频电路中被广泛应用。

微带线的特性阻抗随着基板尺寸和介电常数的变化而变化，因此可以通过调整基板参数来实现特定的阻抗匹配。

微带线的主要应用场景包括天线、滤波器、功率分配器、耦合器等。

其中，微带天线是最常见的应用之一。

由于微带线可以在基板表面上实现，因此形成天线的成本和制造难度要低得多。

此外，由于微带线的结构可以自由设计，因此可以用来实现各种不同类型的天线，例如贴片天线、宽带天线、喇叭天线等。

2.带状线带状线是一种同轴传输线，由两个同心的导体组成，中间的空气或绝缘材料将它们分开。

带状线的特点是阻抗稳定，衰减小，可靠性高，因此在高频、高速信号传输系统中得到了广泛应用。

带状线的主要应用场景包括高速数据传输、精密测量、信号传输等。

例如，在高速数据传输系统中，带状线可以用来连接各种高速设备，例如CPU、存储器、芯片等。

由于带状线的阻抗稳定，因此它可以减少信号折射和反射，提高系统的可靠性和传输速度。

另外，带状线还可以用于精密测量。

例如，在用于测量电磁脉冲的场合，带状线可以提供稳定且可靠的传输路径，并保持信号的完整性和准确性。

此外，在信号传输方面，带状线可以用来连接各种高性能设备，例如放大器、滤波器等，以实现高保真、高速度的信号传输。

总之，微带线和带状线均是非常重要的传输线类型，具有独特的应用场景和优点。

在通信领域不断发展的今天，它们将继续发挥着重要作用，为高频、高速信号传输系统的发展提供技术支持。

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PＣB线路板阻抗计算公式现在关于PＣB线路板得阻抗计算方式有很多种,相关得软件也能够直接帮您计算阻抗值,今天通过pｏlａr si9000来与大家说明下阻抗就是怎么计算得。

在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗得由来与意义:传输线阻抗就是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图，其为平行双导线得分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上得电压电流得正弦形式得推出通解ﻫ定义出特性阻抗ﻫ无耗线下ｒ=0，g＝0 得ﻫﻫ注意,此特性阻抗与波阻抗得概念上得差异(具体查瞧平面波得波阻抗定义)特性阻抗与波阻抗之间关系可从此关系式推出、Ok,理解特性阻抗理论上就是怎么回事情，瞧瞧实际上得意义，当电压电流在传输线传播得时候，如果特性阻抗不一致所求出得电报方程得解不一致，就造成所谓得反射现象等等、在信号完整性领域里，比如反射，串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题，因此匹配得重要性在此展现出来、叠层（sｔackup）得定义我们来瞧如下一种stackuｐ,主板常用得8 层板（4 层pｏwｅｒ/gｒoｕnｄ以及4 层走线层,ｓgｇｓsｇgｓ，分别定义为L1，L2…L8）因此要计算得阻抗为Ｌ1，Ｌ４，L5，L8下面熟悉下在叠层里面得一些基本概念，与厂家打交道经常会使用得Oz 得概念Oｚ本来就是重量得单位Oz(盎司）=２8、3 g(克)在叠层里面就是这么定义得,在一平方英尺得面积上铺一盎司得铜得厚度为1Oｚ，对应得单位如下介电常数(DK)得概念电容器极板间有电介质存在时得电容量Cx与同样形状与尺寸得真空电容量Ｃｏ之比为介电常数：ﻫε ＝Cｘ/Ｃｏ＝ε＇－ε”ﻫPrｅpreg/Coｒe 得概念ｐｐ就是种介质材料,由玻璃纤维与环氧树脂组成，corｅ其实也就是pp类型介质,只不过她两面都覆有铜箔,而pp没有、传输线特性阻抗得计算首先,我们来瞧下传输线得基本类型,在计算阻抗得时候通常有如下类型：微带线与带状线，对于她们得区分,最简单得理解就是，微带线只有１个参考地，而带状线有2个参考地，如下图所示对照上面常用得8 层主板，只有top 与bottｏｍ走线层才就是微带线类型,其她得走线层都就是带状线类型在计算传输线特性阻抗得时候, 主板阻抗要求基本上就是：单线阻抗要求55 或者６０O ｈm，差分线阻抗要求就是7０～1１0Ｏｈm，厚度要求一般就是1~2mm，根据板厚要求来分层得到各厚度高度、在此假设板厚为1、6ｍm,也就就是６３mil 左右, 单端阻抗要求60Ｏhｍ,差分阻抗要求10０Ohm，我们假设以如下得叠层来走线。

硬件Layout元器件布线规范篇目录概述 (3)1.1.C OMMON R OUTING R ULE (3)1.2.PWM的布线 (15)1.3.CLK的布线 (21)1.4.RJ45 TO T RANSFORMER的布线 (25)1.5.SFP的布线XFP的布线 (28)1.6.SGMII，GMII（RGMII）,MII的走线（MAC TO PHY端） (33)1.7.POE部分的布线 (38)1.8.RS485布线 (46)1.9.CPU子系统的布线 (47)概述本文是用来描述硬件研发部元器件布线设计规范手册，从EMI,散热，噪声，信号完整性，电源完整性，等角度，来规范元器件布线设计。

此部分的Check应该Layout 布线阶段执行，并在Layout Review阶段做Double Check,若升级时Key Component 有更改，需要对以下内容再次Check。

Common Routing Rule1.1.1传输线传输线分为2种：微带线(Microstrip)和带状线(stripline)微带线(Microstrip):一般走在外层的Trace.带状线(stripline):一般走内层的 Trace.微带线与带状线的特征阻抗不一样，必须避免不同形态的传输线存在于不同的层面上。

1.1.2跨Plane高频信号走线必须注意不跨不同的Power Plane的问题，否则会因为回流路径不好造成信号完整性的问题。

铜箔在VCC GND Plane 层面尽量避免有连续的破孔出现，如有，请确认不会造成对电源完整性，和参考平面有影响。

如下图所示：图1第一层有2个不同的Plane AGND&DGND，图2 CLK Trace 同时跨在AGND与DGND，此信号严重会受到干扰。

所以此类问题一定要检查一下！1.1.3绕线1, Serpentine Trace (蛇形线)：一般在BUS和CLK应用上，为了要求等长，必须较短的Trace要求绕线增加长度，方能达到所需的要求。

Stripline and Microstrip
A.Stripline
带状线(stripline or double stripline)，指走在内层,埋在PCB内部的带状走线，如下图所示：
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。

因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个导体（平面）之间，不会辐射出能量，也不会受到外部的辐射干扰。

但是，由于其周围全是电介质（介电常数大于1），所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢。

B.microstrip
微带线(microstrip)，是走在表面层,附在PCB表面的带状走线，如下图所示：
蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是microstrip line。

上图中，黄色部分是环氧有机材料。

由于microstrip line的一面裸露在空气里面中，可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰，而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。

microstrip line中的信号传输速度要比stripline中的信号传输速度快，这是其突出的优点。