PCB阻抗设计参考

pcb走线阻抗计算

PCB走线阻抗计算是在PCB设计中非常重要的一项工作。走线阻抗是指导线上电流流动的一种阻力，它取决于线宽、线距、介质材料以及线路的层数等因素。

在PCB设计中，保持走线的阻抗稳定是至关重要的。如果走线的阻抗不稳定，可能会引起信号的反射、串扰和损耗等问题，从而影响系统的性能。

为了计算PCB走线的阻抗，首先需要了解设计规范中对于信号走线的要求。一般来说，高速信号线的阻抗要求较为严格，通常在50欧姆左右。而对于低速信号线，阻抗要求相对较低，一般在100欧姆以上。

计算PCB走线阻抗的方法有多种，其中一种常用的方法是使用计算工具，例如PCB设计软件中的阻抗计算工具。这些工具通常可以根据输入的参数，如线宽、线距、介质材料和线路层数等，自动计算出走线的阻抗。

另外，也可以使用一些在线阻抗计算器来进行计算。这些计算器通常提供了多种阻抗计算模型，用户只需输入相应的参数，即可得到走线的阻抗值。

在PCB设计中，为了满足设计要求，通常需要在走线中加入一些特殊的走线结构。例如，可以采用微带线、同轴线、差分对和阻抗匹配等技术来提高走线的阻抗稳定性。

总之，PCB走线阻抗计算在高速电路设计中起着重要的作用。通过合理计算走线的阻抗，可以提高信号的传输质量，确保电路的性能稳定和可靠性。

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PCB阻抗设计及计算简介 文档

特性阻抗的定义

• 何谓特性阻抗（Characteristic Impedance ，Z0）

• 电子设备传输信号线中，其高频信号在传输线中传播时所遇

到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等，已不再

只是简单直流电的“欧姆电阻”。

• 阻抗在显示电子电路，元件和元件材料的特色上是最重要的

参数.阻抗(Z)一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率 的交流电(AC)时所遭遇的总阻力.

• 简单的说，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所

起的阻碍作用叫做阻抗 。

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设计阻抗的目的

• 随着 信 号 传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用，对

印刷电路板也提出了更高的要求。印刷电路板提供的电路

性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象，信号

保持完整，降低传输损耗，起到匹配阻抗的作用，这样才

能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号。

• 阻抗匹配在高频设计中是很重要的，阻抗匹配与否关系到

信号的质量优劣 。而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所

有高频的微波信号皆能到达负载点，不会有信号反射回源

点。 文档

• 因此，在有高频信号传输的PCB板中，特性阻抗的控制 是尤为重要的。

• 当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB

设计之后，则特性阻抗值已确定，但是真正要做到预计

的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的围， 只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。

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• 从PCB制造的角度来讲，影响阻抗和关键因素

主要有：

– 线宽（w）

– 线距（s）、

– 线厚（t）、

– 介质厚度（h）

– 介质常数（Dk）

εr相对电容率(原俗称Dk介质常数)，白容生对此有研究和专门

诠释。

注：其实阻焊也对阻抗有影响，只是由于阻焊层贴在介质上， 导致介电常数增大，将此归于介电常数的影响，阻抗值会相 应减少4% 文档

• 如上图所示

PCB（Printed Circuit Board）阻抗设计是在设计PCB时考虑电路中信号传输的特性，以确保信号完整性和性能稳定。阻抗匹配是为了避免信号在传输过程中发生反射、衰减或串扰。以下是在进行PCB阻抗设计时的一些建议和要求：

1. 信号完整性：

阻抗设计的主要目标是确保信号在传输过程中保持完整性，避免信号失真、反射和干扰。良好的阻抗匹配有助于维持信号的稳定性。

2. 标准阻抗值：

使用标准的阻抗值，如50欧姆或75欧姆，以便与常见的信号传输线和接口标准匹配。这有助于简化设计，并使PCB与其他设备更好地兼容。

3. 差分对阻抗匹配：

对于差分信号传输线，确保差分对之间的阻抗匹配。这对于高速差分信号的传输非常重要，以防止串扰和失真。

4. 信号层阻抗控制：

在PCB的不同信号层之间和信号层内，保持一致的阻抗。这有助于避免信号通过不同层时引起的阻抗变化。

5. 匹配传输线阻抗：

选择和匹配PCB上的传输线阻抗，例如微带线、同轴电缆等。确保这些线的阻抗与设计要求一致。

6. 差分对距离：

对于高速差分信号，控制差分对之间的距离，以减小串扰和确保信号匹配。

7. 避免尖峰信号：

尽量避免出现尖峰信号，因为这可能导致信号反射。采用合适的电源和信号滤波可以减小尖峰信号的产生。

8. 考虑环境因素：

在阻抗设计中考虑环境因素，例如温度变化、湿度等，以确保PCB在不同条件下仍能维持稳定的阻抗特性。

9. 使用仿真工具：

使用PCB设计仿真工具，如HFSS、SIwave等，进行阻抗匹配仿真，以优化设计并确保其满足要求。

10. 测试和验证：

进行PCB生产后的阻抗测试，以验证实际制造的PCB是否符合设计要求。

综合考虑以上因素，可以确保PCB阻抗设计满足性能需求，有助于提高信号传输的质量和可靠性。

PCB阻抗计算

PCB工艺参数由兴森快捷提供:

1. 阻抗设计理论值：

1. 1 外层线路

A. 外层线路(阻抗线盖阻焊)：

单端阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值*0.9+3.2

差分阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值*0.9+3.2

共模阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值*0.9+3.2

注：不同阻焊厚度均按以上公式取值。

B. 外层线路(阻抗线不盖阻焊)：

单端阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值

差分阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值

共模阻抗＝SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值

C. 特殊范围阻抗值计算公式：

单端阻抗值要求≤40欧姆

外层线路(阻抗线盖阻焊) 单端阻抗= SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值-1.5

外层线路(阻抗线不盖阻焊) 单端阻抗= SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值

差分阻抗值要求≥120欧姆

外层线路(阻抗线盖阻焊) 差分阻抗= SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值-8.0

外层线路(阻抗线不盖阻焊) 差分阻抗= SI8000软件（不盖阻焊模式）计算值

1.2 双面板差分阻抗

A．介质厚＜1.0mm: 按客户要求阻抗-5欧姆(如顾客要求100欧姆，工程按95欧姆设计)

B．介质厚≥1.0mm：按客户要求阻抗-10欧姆

注:阻抗线盖阻焊参照3.1 A计算；阻抗线不盖阻焊参照3.1 B计算

1. 3 多层板内层线路

单端阻抗＝SI8000软件计算值

差分阻抗＝SI8000软件计算值

共模阻抗＝SI8000软件计算值

2 阻抗设计参数表:

2.1 半固化片参数, 即粘合PCB的材料、PP片

多层同样参数的材料合起来使用，介电常数不变。