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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。
PCB阻抗计算公式1.传输线阻抗计算传输线阻抗是PCB板上非常重要的参数，它决定了信号在传输线上的传播速度和幅度。
常用的传输线包括微带线和同轴线。
a.微带线阻抗计算公式：在设计微带线时，我们需要计算其阻抗。
常用的微带线阻抗计算公式为：$$Z = \frac {87}{\sqrt{ε_{r} + 1.41}}\ln{\left(\frac{5.98h}{0.8w + t}\right)}$$其中Z为微带线的阻抗，εr为介电常数，h为板子厚度，w为微带线的宽度，t为微带线的厚度。
b.同轴线阻抗计算公式：在设计同轴线时，我们需要计算其阻抗。
常用的同轴线阻抗计算公式为：$$ Z = \frac{138}{\sqrt{ε_{r}}}\ln{\left(\frac{D}{d}\right)}$$其中Z为同轴线的阻抗，εr为介电常数，D为外导体直径，d为内导体直径。
2.差分线阻抗计算差分传输线在高速信号传输中广泛使用，因为它可以提供更好的抗干扰性能。
常用的差分传输线包括差分微带线和差分同轴线。
a.差分微带线阻抗计算公式：设计差分微带线时，我们需要计算其阻抗。
常用的差分微带线阻抗计算公式为：$$Z = \frac {87}{\sqrt{ε_{r} + 1.41}}\ln{\left(\frac{5.98h}{0.8w_{eff} + t}\right)}$$其中Z为差分微带线的阻抗，εr为介电常数，h为板子厚度，weff 为差分微带线的等效宽度，t为差分微带线的厚度。
b.差分同轴线阻抗计算公式：设计差分同轴线时，我们需要计算其阻抗。
常用的差分同轴线阻抗计算公式为：$$ Z = \frac{138}{\sqrt{ε_{r}}}\ln{\left(\frac{D}{d_{eff}}\right)}$$其中Z为差分同轴线的阻抗，εr为介电常数，D为外导体直径，deff为差分同轴线的等效内导体直径。
3.差分互连线阻抗计算差分互连线在高速信号传输中起着重要作用，常用于连接高速器件和芯片。
PCB线路板阻抗计算公式1. 传输线模型：PCB线路板可以近似看作是由两个导体平行排列组成的传输线。
当高频信号传输时，需要考虑传输线的特性阻抗。
常用的传输线模型有微带线（microstrip）和同轴线（coplanar）。
2.微带线模型：微带线是一种将信号层与地层通过电介质层相连的结构。
计算微带线的阻抗需要考虑的参数包括信号层宽度W、信号层与地层之间的介电常数Er、信号层厚度H1以及介电层厚度H2等。
微带线的阻抗计算公式为：Z0 = 87 / sqrt(Er + 1.41) * (W/H1 + 1.38/H2) + 0.8 * W其中Z0为微带线的特性阻抗，单位为欧姆。
3.同轴线模型：同轴线由内导体、绝缘层和外导体组成。
计算同轴线的阻抗需要考虑的参数包括内导体半径R1、绝缘层厚度H2、外导体半径R2以及介电常数Er等。
同轴线的阻抗计算公式为：Z0 = 60 * ln(R2/R1) / sqrt(Er) + 138 / sqrt(Er)其中Z0为同轴线的特性阻抗，单位为欧姆。
4.其他影响因素：在使用上述公式计算阻抗时，还需要考虑以下一些因素。
-线路板堆叠结构：多层线路板的堆叠结构会对阻抗产生影响。
通常情况下，带有地层的堆叠结构会使阻抗变小，而带有电源或信号层的堆叠结构会使阻抗变大。
-信号引线长度：信号引线的长度对阻抗也会有一定影响。
根据传输线理论，当信号引线长度小于1/10波长时，可以忽略这种影响。
-裸板材料：PCB线路板的裸板材料及其特性参数（如介电常数）也会对阻抗产生影响。
在选择裸板材料时需要根据设计需求和成本考虑。
总之，PCB线路板的阻抗计算需要综合考虑以上因素，利用适当的公式和参数进行计算。
对于复杂的线路板设计，可以借助专业的PCB设计软件来计算和优化阻抗。
pcb设计过程中阻抗的计算做pcb设计过程中，在走线之前，一般我们会对自己要进行设计的项目进行叠层，根据厚度、基材、层数等信息进行计算阻抗，计算完后一般可得到如下内容。
如图所示从上图可以看出，设计上面的单端网络一般都是50欧姆来管控，那很多人就会问，为什么要求按照50欧姆来管控而不是25欧姆或者80欧姆？首先，默认选择用50欧姆，而且业内大家都接受这个值，一般来说，肯定是由某个公认的机构制订了某个标准，大家是按标准进行设计的。
电子技术有很大一部分是来源于军队，首先技术是使用于军用，慢慢的由军用转为民用。
在微波应用的初期，二次世界大战期间，阻抗的选择完全依赖于使用的需要，没有一个标准值。
随着技术的进步，需要给出阻抗标准，以便在经济性和方便性上取得平衡。
在美国，最多使用的导管是由现有的标尺竿和水管连接成的，51.5欧姆十分常见，但看到和用到的适配器、转换器又是50-51.5欧姆；为联合陆军和海军解决这些问题，一个名为JAN的组织成立了（后来的DESC组织），由MIL特别发展的，综合考虑后最终选择了50欧姆，由此相关的导管被制造出来，并由此转化为各种线缆的标准。
此时欧洲标准是60欧姆，不久以后，在象Hewlett-Packard这样在业界占统治地位的公司的影响下，欧洲人也被迫改变了，所以50欧姆最终成为业界的一个标准沿袭下来，也就变成约定俗成了，而和各种线缆连接的PCB，为了阻抗的匹配，最终也是按照50欧姆阻抗标准来要求了。
其次，一般标准的制定是会基于pcb生产工艺和设计性能、可行性的综合考量。
从PCB生产加工工艺角度出发，以现有的大部分PCB生产厂商的设备考虑，生产50欧姆阻抗的PCB是比较容易实现的。
从阻抗计算过程可知，过低的阻抗需要较宽的线宽以及薄介质或较大的介电常数，这对于目前高密板来说空间上比较难满足；过高的阻抗又需。
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。
pcb走线阻抗计算
PCB走线阻抗计算是在PCB设计过程中必不可少的一项任务。
走线阻抗是指信号在PCB走线上传输时所遇到的电阻和电容。
不正确的阻抗匹配可能会导致信号传输的失真和干扰，因此准确地计算走线的阻抗是确保电路性能和稳定性的关键。
在进行走线阻抗计算之前，我们首先需要确定设计要求和约束，例如所使用的信号传输速率、所使用的材料以及所需的阻抗值等。
根据这些要求和约束，可以选择合适的PCB设计工具进行走线阻抗计算。
走线阻抗计算的核心是计算电阻和电容。
电阻的计算可以通过考虑导线宽度、导线长度、导体材料的电阻率等因素来进行。
电容的计算则需要考虑导线之间的互电容以及导线与地平面之间的电容等因素。
针对不同类型的走线，有不同的计算方法。
例如，对于微带线走线，可以使用微带线计算公式来计算其阻抗。
对于差分信号线走线，可以使用差分传输线模型来计算其阻抗。
除了计算走线阻抗，还需要注意其他一些影响走线阻抗的因素。
例如，PCB板的工艺和材料选择、走线的布局和层间堆叠方式等都可
能影响走线的阻抗。
因此，在设计过程中应该综合考虑这些因素，并根据需要进行相应的调整和优化。
总之，正确地计算走线的阻抗对于确保PCB电路的性能和稳定性至关重要。
通过合适的工具和方法，设计人员可以准确地计算走线的阻抗，并进行必要的调整和优化，以满足设计要求和约束。
PCB电路板PCB阻抗计算PCB的阻抗计算主要涉及电路板的层间间距、导线宽度、导线长度、绕线方式等因素。
阻抗计算的准确性对于高速电路信号传输和抗干扰性能至关重要，因此，需要进行一系列的计算。
首先，电路板的层间间距对于阻抗计算有重要影响。
层间间距越小，阻抗也就越低。
通常，电路板的层间间距是通过材料的介电常数（εr）来计算的。
介电常数是材料导电性与绝缘性能的衡量指标，材料的介电常数值越大，层间间距也越小，阻抗也就越低。
其次，导线宽度也是阻抗计算的重要因素之一、较宽的导线将使电流分布均匀，从而降低电阻，导致阻抗减小。
计算导线宽度通常采用微带线宽计算公式。
在进行导线宽度计算时，还需考虑到电流的层和层间的距离，并根据需要设置适当的引线来增加导线的宽度，以减少信号的反射和串扰。
导线长度也是阻抗计算的重要因素。
对于高速信号传输来说，要尽量减少导线长度，这样不仅可以减小信号传输时间，还可以降低电阻和电感的影响。
而在实际设计中，为了满足电路板的布局需要，导线的长度往往无法完全避免。
这时，可以通过合适的布线方式来减小导线长度，如采用缠绕式布线、网格式布线等方法。
除此之外，绕线方式也会对PCB的阻抗计算产生影响。
在高速PCB电路设计中，通常采用差分信号传输方式。
对于差分信号，需要注意绕线对称性和匹配性，以保证信号在传输过程中的均衡性。
计算差分绕线的阻抗时，需要考虑差分线宽、间距以及走线方式等因素。
PCB的阻抗计算一般采用电磁场仿真软件进行，如Ansoft HFSS、Mentor Graphics HyperLynx等。
这些软件可以通过建立PCB的几何模型，输入所用材料以及布线参数，然后对电磁场进行仿真分析，从而得到正确的阻抗值。
在进行阻抗计算时，还需注意影响阻抗计算的其他因素，如相邻元件、孔径以及接地方式等。
要根据实际情况对阻抗做出合理的估计和调整，以确保PCB电路板的正常运行。
总之，PCB电路板的阻抗计算是设计过程中的重要环节，对于高速信号传输和电磁兼容性具有重要影响。
引言：概述：PCB天线设计是通过在PCB上布局电路来实现无线电频率的传输和接收。
天线设计的质量直接影响到设备的通信质量和性能。
射频布局是指在PCB电路板上布置射频元件以保证信号传输的稳定性和减少信号干扰。
好的射频布局能够降低噪声和干扰，提高设备的接收灵敏度和发送功率。
正文：一、基本原理1.1天线类型1.2天线参数1.3天线选择与匹配技术1.3.1频带选择1.3.2阻抗匹配1.3.3尺寸约束1.3.4天线方向性1.3.5天线辐射效率二、PCB天线设计2.1天线形状设计2.2天线位置选择2.3天线尺寸优化2.4天线与其他元件的间距设计2.5天线与地板的设计三、射频布局设计3.1射频信号布局准则3.2射频焊盘布局3.3射频走线布局3.4射频电源布局3.5射频地面布局四、PCB天线设计常见问题与解决方法4.1天线频率偏差问题4.2天线辐射模式问题4.3天线干扰和噪声问题4.4天线尺寸限制问题4.5天线输出功率问题五、实例与应用5.1手持设备天线设计实例5.2无线通信设备天线设计实例5.3汽车电子设备天线设计实例5.4IoT设备天线设计实例5.55G通信设备天线设计实例总结：PCB天线设计和射频布局的优化对设备的性能提升至关重要。
通过了解天线设计的基本原理和射频布局技术，工程师们能够更好地实施天线设计和射频布局。
本文从天线基本原理、PCB天线设计、射频布局设计、常见问题与解决方法以及实例与应用方面进行了详细的阐述。
希望这些设计指南能够帮助工程师们更好地进行PCB天线设计和射频布局，提高设备的性能和通信质量。
PCB阻抗设计计算以及注意事项PCB阻抗设计计算以及注意事项阻抗设计与计算：阻抗控制四要素相互影响的变化关系：1、H=信号层与参考层间介质厚度;厚度↑，阻抗值↑,厚度↓，阻抗↓2、W=走线宽度;线宽↑，阻抗值↓,线宽↓，阻抗↑3、εr=材料的介电常数;介电↑，阻抗值↓,介电↓，阻抗↑4、T=走线厚度;铜厚↑，阻抗值↓,铜厚↓，阻抗↑(1)、W(设计线宽)：该因素一般情况下是由设计决定的。
在设计时请充分考虑线宽对该阻抗值的配合性，为达到该阻抗值在一定的H、Er和使用频率等条件下线宽的使用是有一定的限制的。
(2)、S(间距)：阻抗线之间的间距主要由客户决定，在工程制作时应充分考虑到补偿与生产加工的控制。
(3)、T(铜厚)：设计时应考虑到电镀加厚对铜厚的影响，一般情况加厚厚度为18-25um;(4)、H(介质厚度)：设计时应考虑层压结构的对称性与芯板的库存;在对残铜率较低的板，理论上的计算厚度与实际操作过程所形成的实际厚度会有差异。
设计时对该因素应予以充分的虑。
阻抗设计的注意事项：1、阻抗线必须有对应的参考平面，且参考平面必须完整;2、不同类型阻抗线应区分标示;3、相邻导线间的走向互相垂直步设或采用阶梯斜向45°走线;4、同一层上线宽一样的阻抗线对应的参考平面一致时，避免出现不同的阻抗要求值;5、使用标准铜厚,且成品铜厚不超过2OZ;6、尽可能减少阻抗线跨层7、共面阻抗的辐射更低，电场和磁场的耦合干扰更小，优于微带线8、过孔本身存在寄生电容和寄生电感，过孔的寄生电容会延长信号上升时间，降低电路的速度，过孔的寄生电感会消弱旁路电容的作用，消弱整个电源系统的滤波效果，因此须减少阻抗线附近的接地PTH过孔设计9、同样不合理的焊盘，铜点干扰也能导致阻抗的不连续性，因此须减少阻抗线旁间距很小的。
pcb天线阻抗测试方法PCB天线阻抗测试方法引言：PCB（Printed Circuit Board）天线是一种用于无线通信的关键元件，其阻抗匹配对于天线的性能至关重要。
因此，准确测试和调整天线的阻抗是保证通信质量的重要环节。
本文将介绍几种常用的PCB天线阻抗测试方法，并详细阐述其原理和操作步骤。
一、S参数测试法S参数测试法是一种常用的PCB天线阻抗测试方法。
该方法通过测试天线输入端和输出端的反射系数，来确定其阻抗匹配情况。
具体操作步骤如下：1. 连接测试设备：将测试设备（如网络分析仪）的测试端口与天线的输入端口和输出端口分别连接。
2. 设置测试参数：在测试设备上设置测试频率范围和功率级别。
3. 测试反射系数：通过测试设备，测量天线输入端口和输出端口的反射系数，并记录测试结果。
4. 分析测试结果：根据测试结果，判断天线阻抗匹配情况。
若反射系数接近0，则表示天线阻抗匹配良好；若反射系数较大，则表示天线存在阻抗不匹配问题。
二、共模抑制测试法共模抑制测试法是一种用于测试PCB天线阻抗的有效方法。
该方法通过测试天线输入端和输出端的共模抑制比，来评估其阻抗匹配性能。
具体操作步骤如下：1. 连接测试设备：将测试设备（如信号源和功率计）的输出端口与天线的输入端口和输出端口分别连接。
2. 设置测试参数：在信号源上设置测试频率和功率级别，并将功率计连接到天线的输入端口和输出端口。
3. 测试共模抑制比：通过调节信号源的输出功率，测量天线输入端口和输出端口的共模抑制比，并记录测试结果。
4. 分析测试结果：根据测试结果，判断天线阻抗匹配情况。
若共模抑制比较大，则表示天线阻抗匹配良好；若共模抑制比较小，则表示天线存在阻抗不匹配问题。
三、Smith图测试法Smith图测试法是一种图形化的PCB天线阻抗测试方法。
该方法通过绘制天线的阻抗曲线在Smith图上的位置，来评估其阻抗匹配性能。
具体操作步骤如下：1. 连接测试设备：将测试设备（如网络分析仪）的测试端口与天线的输入端口和输出端口分别连接。
pcb阻抗计算PCB阻抗计算是PCB设计中非常重要的一项工作，主要用于保证电路中信号的传输质量和稳定性。
阻抗计算通常分为微带线、射频空穴线、差分线和串线等不同类型。
下面将分别介绍这些不同类型的阻抗计算方法。
1.微带线阻抗计算微带线是一种常用于PCB设计中的传输线，其特点是将导线和地面层之间的介质用于传输信号。
微带线的阻抗计算可以通过公式或者在线阻抗计算工具来实现。
其中，常用的阻抗计算公式有：Z_0 = (ln(2h/w+1)+ε_r/2+0.441/ε_r)^(-1) * 60/sqrt(ε_r)其中，h为介质板厚度，w为微带线宽度，ε_r为介电常数。
2.射频空穴线阻抗计算射频空穴线是一种用于高频信号传输的特殊传输线，其结构为中间是空的，通过环绕在一层介质板之外的导线来传输信号。
射频空穴线的阻抗计算可以通过公式或者在线阻抗计算工具来实现。
其中，常用的阻抗计算公式有:Z_0 = ( 30* ln(4h/w_t)+(w1/w2)^2 * ln((w2+sqrt(w2^2-(w1/w2)^2 w_t^2))/(w1+sqrt(w1^2-w_t^2))-0.615*ln(1+4h/w2) )/sq rt(ε_r)其中，w_t为导线的等效宽度，w1和w2为导线的宽度和高度，h为介质板厚度，ε_r为介电常数。
3.差分线阻抗计算差分线是一种将信号传输的两根导线平行布置的传输线，其特点是可以减少电磁干扰和提高信号完整性。
差分线的阻抗计算可以通过公式或者在线阻抗计算工具来实现。
其中，常用的阻抗计算公式有:Z_0 = (30* log10(4h/(w_1-0.441r))/sqrt(ε_eff))Z_diff = 2* Z_0 / (sqrt(1+(2d/s))^2 -1)其中，h为介质板厚度，w_1为导线宽度，r为导线半径，ε_eff为等效介电常数，d为两条导线之间的间距，s为两条导线与地平面之间的距离。
4.串线阻抗计算串线是一种将信号传输的多根导线串联使用的传输线，其特点是在单根导线传输信号的基础上，通过多根导线并联的方式来提高整体电流承载能力。
pcb走线阻抗计算在电子产品的设计中，PCB（Printed Circuit Board）的走线阻抗是一个重要的考量因素。
走线阻抗是指信号在PCB上的传输线路中所遇到的电阻和电感。
正确计算并控制走线阻抗可以确保信号的稳定传输，减少信号干扰和损耗。
PCB走线阻抗的计算可以通过以下几个步骤来完成：1. 确定PCB板材的介电常数（Dielectric constant）：不同的介电常数会影响信号在PCB板中的传播速度。
常用的介电常数有FR4（约为4.4）和高频板材（如Rogers板材，介电常数约为3.5）。
2. 确定走线的几何形状：走线的几何形状包括线宽、线距、线厚等因素。
这些参数决定了走线的电阻和电感。
3. 使用PCB设计软件进行计算：现代的PCB设计软件通常都提供了走线阻抗的计算功能。
用户可以根据设计要求输入相应的参数，软件将自动计算出走线的阻抗。
4. 控制走线阻抗的误差范围：通常，设计要求对走线阻抗有一定的误差范围要求。
PCB设计师需要根据实际情况合理设定阻抗的误差范围，并确保设计中的走线阻抗在这个范围内。
除了走线阻抗的计算，PCB设计中还有一些其他的注意事项：1. 地线的布局：地线是减少信号干扰的关键。
在PCB设计中，需要合理布局地线，使其尽可能紧密地与信号线配对，并减少环路面积。
2. 差分信号走线：在高速信号传输中，差分信号线的使用可以减少串扰和噪音。
差分信号线需要保持一致的线宽和线距，并且需要相对平行地布局。
3. 信号层的选择：在多层PCB设计中，不同的信号层有不同的特性。
一般来说，信号层之间的距离越近，信号的耦合和串扰越小。
综上所述，PCB走线阻抗的计算是保证信号质量的重要一环。
合理计算和控制走线阻抗可以提高电路的可靠性和性能。
在设计过程中，还需要考虑地线布局、差分信号走线和信号层选择等因素，以优化PCB 的整体性能。
PCB线路板阻抗计算公式现在关于PCB线路板的阻抗计算方式有很多种，相关的软件也能够直接帮您计算阻抗值，今天通过polar si9000来和大家说明下阻抗是怎么计算的。
在阻抗计算说明之前让我们先了解一下阻抗的由来和意义：传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路:从此图可以推导出电报方程取传输线上的电压电流的正弦形式得推出通解定义出特性阻抗无耗线下r=0, g=0 得注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义)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是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等.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,因此匹配的重要性在此展现出来.叠层(stackup)的定义我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz(盎司)=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下介电常数(DK)的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,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的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是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,我们假设以如下的叠层来走线。
PCB阻抗设计及计算简介特性阻抗的定义•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 ;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;•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范围内,只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到;•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Dkεr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%•如上图所示–Z0与线宽W成反比,线宽越大,Z0越小；–Z0与铜厚成反比,铜厚越厚,Z0越小；–Z0与介质厚度成正比,介质厚度越厚,Z0越大；–Z0与介质介电常数的平方根成反比,介电常数越大,Z0越小;1、介质厚度：----是影响阻抗值的最主要因素•增加介质厚度可以提高阻抗,降低介质厚度可以减小阻抗；•不同的半固化片有不同的胶含量与厚度.其压合后的厚度与压机的平整性、压板的程序有关；•对所使用的任何一种板材,要取得其可生产的介质层厚度,利于设计计算,而工程设计、压板控制、来料公差是介质厚度控制的关键2、线宽：•增加线宽,可减小阻抗,减小线宽可增大阻抗;•线宽的控制要求在+/-10％的公差内,才能较好达到阻抗控制要求•信号线的缺口影响整个测试波形,其单点阻抗偏高,使其整个波形不平整,阻抗线不允许补线,其缺口不能超过10％•线宽主要是通过蚀刻控制来控制;为保证线宽,根据蚀刻侧蚀量、光绘误差、图形转移误差,对工程底片进行工艺补偿,达到线宽的要求3、线厚线路铜厚：•减小线厚可增大阻抗,增大线厚可减小阻抗；•线厚可通过图形电镀或选用相应厚度的基材铜箔来控制;•对铜厚的控制要求均匀,对细线、孤立的线的板加上分流块,其平衡电流,防止线上的铜厚不均,影响阻抗对cs与ss面铜分布极不均的情况,要对板进行交叉上板,来达到二面铜厚均匀的目的4、介电常数：•增加介电常数,可减小阻抗,减小介电常数可增大阻抗,介电常数主要是通过材料来控制;•不同板材其介电常数不一样,其与所用的树脂材料有关：FR4板材其介电常数为3.9—4.5,其会随使用的频率增加减小,聚四氟乙烯板材其介电常数为2.2—3.9间•要获得高的信号传输要求高的阻抗值,从而要低的介电常数5、阻焊厚度：•印上阻焊会使外层阻抗减少;正常情况下印刷一遍阻焊可使单端下降2欧姆,可使差分下降8欧姆,印刷2遍下降值为一遍时的2倍,当印刷3次以上时,阻抗值不再变化;各参数的影响程度阻抗设计中考虑的其它因素•线宽是否能满足电流要求•叠层结构是否合理•信号层间的相互干扰•布线密度的大小•板材以及半固化片型号的选择•层间介质厚度是否可满足加工要求•最终板厚是否可满足客户要求•我司主要使用的阻抗设计软件为Polar-Si8000•该软件总共包含了93种阻抗计算模式•设计中常用的模式有6种,外层选用无阻焊覆盖模式•外层差分无阻焊模式•H1：阻抗线到其参考层的高度•Er1：层间介质的介电常数•W1：下线宽•W2：上线宽•S1：线间距•T1：铜厚•内层相邻层屏蔽模式•其中W1、W2、S1、T1与前面相同•此种模式关键在于填写正确的H1•H1与H2的相同点：都是介质厚度•H1与H2的不同点：当芯板与半固化片厚度不等时,H1与H2值的填写正确与否就很重要蚀刻药水流向芯板贴膜W12WH1曝光显影退膜蚀刻•如上图所示,由于生产中蚀刻药水对铜表面接触的充分,而与下方接触相对较弱,因此蚀刻出来的线宽呈梯形,且W1>W2•从图中可知,下线宽W1所接触的介质为芯板,因此阻抗计算软件中的H1值即为芯板厚度,Er1、Er2即为对应介质的介电常数•不包含铜箔厚度板材H/H、1/1、2/2、H/1–0.10mm 0.36mm–0.13mm 0.41mm–0.15mm 0.45mm–0.18mm 0.51mm–0.21mm 0.60mm–0.25mm 0.71mm–0.30mm 0.80mm •包含铜箔厚度板材H/H、1/1、2/2、H/1–0.8mm 1.0mm– 1.1mm 1.2mm– 1.3mm 1.4mm– 1.5mm 1.6mm– 1.8mm 1.9mm– 2.0mm 2.5mm– 3.0mm 3.2mm•注：H/H、1/1、2/2代表芯板两面的铜箔厚度分别为0.5Oz、1Oz、2Oz•H/1代表芯板两面铜箔厚度分别为0.5Oz和1Oz1.1常用FR4的半固化片参数1.2介质层厚度与介电常数生益及等同材料:注：多种半固化片组合的介电常数取其算术值;板厚精度：根据来料实测厚度, 阻抗设计计算叠层厚度与层间介质层厚度时按来料实际厚度及根据线路分布率进行计算;下表为常用高TG FR4半固化片在不同条件下的厚度取值mil,其中电地层布线率按75%,信号层按25%仅供参考,实际应按线路分布率来计算;介质厚度PP 型号PP标称厚度0.5ozCopper/Gnd Gnd/Gnd Copper/Signal GND/signal Signal/Signal对应流胶填充厚度----〉0.16 0.32 0.48 0.64 0.96 106 2.34 2.18 2.02 1.86 1.7 1.38 1080 2.88 2.72 2.56 2.4 2.23 1.92 3313 4.1 3.94 3.78 3.62 3.45 3.14 2116 4.82 4.66 4.5 4.34 4.18 3.86 7628 8.04 7.88 7.72 7.56 7.39 7.08 介质厚度PP 型号PP标称厚度1ozCopper/Gnd Gnd/Gnd Copper/Signal GND/signal Signal/Signal对应流胶填充厚度----〉0.31 0.62 0.93 1.24 1.86 106 2.34 2.03 1.72 1.41 1.1 0.48 1080 2.88 2.57 2.26 1.95 1.64 1.02 3313 4.1 3.79 3.48 3.17 2.86 2.24 2116 4.82 4.51 4.2 3.89 3.58 2.96 7628 8.04 7.73 7.42 7.11 6.8 6.18阻抗计算涉及参数－FR4半固化片使用考虑流胶后的实际厚度计算方法：类型一：芯板与铜箔之间单面填胶类型二：内层芯板之间双面填胶类型一：实测厚度=理论厚度-铜厚1-残铜率表层的残铜率取100%,光板残铜率为0类型二：实测厚度=理论厚度-铜厚11-残铜率1-铜厚21-残铜率2阻抗计算涉及参数－内外层铜厚及线宽标称基铜规格um183570内层计算铜厚Tmil0.65 1.25 2.56外层计算铜厚Tmil 2.2 2.9 4.2上线宽mil W2下线宽mil W1线距mil S1基铜厚内层 18um W0-0.1W0S0内层 35um W0-0.4W0S0内层 35um W0-1.2W0S0外层 18um W0-0.6W0+0.7S0-0.7外层 35um W0-0.9W0+0.9S0-0.9•上表中的参数分别为阻抗计算时的铜厚T1与上、下线宽的取值•W0和S0分别代表客户设计线宽、线距阻抗计算涉及参数•由于我司设计阻抗时采用不覆盖阻焊模式,而实际上阻焊对外层阻抗是有影响的,且客户要求阻抗控制的线一般为覆盖阻焊的,故我司工艺经生产试验总结出阻焊对外层阻抗的影响采取以下公式校正：外层不覆盖及内层不需校正阻抗计算值Z０覆盖阻焊＝Z１不覆盖阻焊0.9+3.2•举例–要求Z０＝50Ohm阻抗–那么Z１＝50－3.2/0.9=52欧–Z１设为SI8000软件计算值;1. 特殊范围阻抗值计算公式：a. 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欧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b. 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欧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欧姆阻抗计算中须注意的问题•客户若有阻抗控制要求时需提供以下信息：阻抗控制线宽、所在层、要求阻抗值、板厚、铜厚、层间介质厚度要求有时可能无;可在GERBER文件中说明一般在孔位图层或其它文档中进行说明•根据设计文件选用对应的阻抗计算模式•输入正确的各项参数•特别注意H1,H2参数的取值,其线路方向是决定H1,H2区间的关键结束。
•PCB设计中阻抗的详细计算方法-差分阻抗为例日期：2010.01.20 | 分类：软件使用 | 标签：与其大致的了解很多事情，不如好好把你平时碰到的问题详细的搞懂，阻抗计算就是其中一个例子。
很多PCB设计人员现在已经不自己动手去计算阻抗了，不信你可以看看他的电脑上有没有Polar Si这个工具即可。
如果读者你有心学，那么今天我就整理一篇polar si的学习资料，至于软件本身，你可以去搜索下载，如果下不到，可以在本文后留言，我可以发邮件给大家，不过申明一下，此软件只做交流学习用，如果觉得自己有能力，建议购买正版！下面我以计算手机射频 SAW至TC(transceiver)的接受线阻抗为例，说明Polar Si计算阻抗的过程。
这段线现在在手机PCB设计中很多公司的默认做法是走4mil的线宽，相邻层净空，然后不做特别处理。
原因为何，很多设计师不会去细究。
其实此系列阻抗线要求是差分阻抗150欧，那么计算出来线宽究竟是多少？我以一个普通的HDI板厂的一个普通的叠层结构为例计算此差分阻抗。
叠层结构见下图：其中sig为信号层，即为铜箔厚度，绿色标示的是pp，我们可以看到来l3–》l4之间的pp为16mil，是很“厚”的，这也是为什么我们一般微带线的阻抗参考层要跨越此pp，实际操作就是将微带线放在L3或者L4层。
搞清楚图中各个数值的意义，下面我们就打开Polar Si阻抗计算软件，选择差分阻抗计算模式，并且选择要挖掉一层的图示来计算，如下图所示：这时我们看到右边有很多需要填的数值，不必紧张，见下图，当你点某个方框时，在左侧的图示上面，此数值所对应的字母会用红色框高亮，例如下图中在右边点H1后的数值框，输入数值，那么左侧的H1就会高亮。
下面我们就按上述方法，依次根据叠层结构填入各个数值，Er1和Er2如果不知道可以填入3.8-4.2之间的数值，对计算结果影响不是很大，在最下面的Zdiff（差分阻抗）处填入150，表示我们要计算的是差分150欧的阻抗。
PCB阻抗计算一.传输线类型1 最通用的传输线类型为微带线(microstrip)和带状线(stripline)微带线(microstrip)：指在PCB外层的线和只有一个参考平面的线，有非嵌入/嵌入两种如图所示：（图1）非嵌入(我们今朝常用)（图2）嵌入(我们今朝几乎没有效过)带状线：在绝缘层的中心，有两个参考平面。
如下图：（图3）2 阻抗线2.1差动阻抗（图4）差动阻抗,如上所示,阻抗值一样为90,100,110,1202.2特点阻抗（图5）特点阻抗: 如上如所示,.阻抗值一样为50 ohm,60ohm二.PCB叠层构造1板层、PCB材质选择PCB是一种层叠构造。
主假如由铜箔与绝缘材料叠压而成。
附图为我们常用的1+6+1构造的，8层PCB叠层构造。
（图6）起首第一层为阻焊层（俗称绿油）。
它的重要感化是在PCB别处形成一层爱护膜，防止导体上不该上锡的区域沾锡。
同时还能起到防止导体之间因潮气、化学品等引起的短路、临盆和装配中不良操作造成的断路、防止线路与其他金属部件短路、绝缘及抗击各类恶劣情形，包管PCB工作稳固靠得住。
防焊的种类有传统环氧树脂IR烘烤型,UV硬化型, 液态感光型(LPISM-Liquid Photo Imagable Solder Mask)等型油墨, 以及干膜防焊型(Dry Film, Solder Mask),个中液态感光型为今朝制程大年夜宗,常用的有Normal LPI, Lead-free LPI,Prob 77.防焊对阻抗的阻碍是使得阻抗变小2~3ohm阁下阻焊层下面为第一层铜箔。
它重要起到电路连通及焊接器件的感化。
硬板中应用的铜箔一样以电解铜为主（FPC中重要应用压延铜）。
常用厚度为0.5OZ及1OZ.(OZ为重量单位在PCB行业中做为一种铜箔厚度的计量方法。
1OZ表示将重量为1OZ的铜碾压成1平方英尺后铜箔的厚度。
1OZ=0.035mm).铜箔下面为绝缘层..我们常用的为FR4半固化片.半固化片是以无碱玻璃布为加强材料,浸以环氧树脂.经由过程120-170℃的温度下,将半固化片树脂中的溶剂及低分子挥发物烘除.同时,树脂也进行必定程度的反响,呈半固化状况(B时期).在PCB制造过程中经由过程层压机的高温压合.半固化中的树脂完全反响,冷却后完全固化形成我们所需的绝缘层.半固化片中所用树脂重要为热塑性树脂, 树脂有三种时期:A时期:在室温下能够或许完全流淌的液态树脂,这是玻钎布浸胶时状况B时期:环氧树脂部分交联处于半固化状况,在加热前提下,又能复原到液体状况C时期:树脂全部交联为C时期,在加热加压下会软化,但不克不及再成为液态,这是多层板压抑后半固化片转成的最终状况.因为半固化片在板层压合过程中，厚度会变小，因而半固化片的原始材料厚度和压合后的厚度不一样，因而必须分清厚度是原始材料厚度照样完成厚度。
PCB线路板阻抗估计公式之阳早格格创做当前闭于PCB线路板的阻抗估计办法有很多种，相闭的硬件也不妨间接助您估计阻抗值，即日通过polar si9000去战大家证明下阻抗是怎么估计的.正在阻抗估计证明之前让咱们先相识一下阻抗的由去战意思：传输线阻抗是从电报圆程推导出去(简曲不妨查询微波表里)如下图,其为仄止单导线的分散参数等效电路:今后图不妨推导出电报圆程与传输线上的电压电流的正弦形式得推出通解定义出个性阻抗无耗线下r=0, g=0 得注意,此个性阻抗战波阻抗的观念上的好别(简曲查看仄里波的波阻抗定义)个性阻抗与波阻抗之间闭系可从此闭系式推出.Ok,明白个性阻抗表里上是怎么回事务,瞅瞅本量上的意思,当电压电流正在传输线传播的时间,如果个性阻抗纷歧致所供出的电报圆程的解纷歧致,便制成所谓的反射局里等等.正在旗号完备性范畴里,比圆反射,串扰,电源仄里切割等问题皆不妨归类为阻抗不连绝问题,果此匹配的要害性正在此展现出去.叠层(stackup)的定义咱们去瞅如下一种stackup,主板时常使用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1,L2…L8)果此要估计的阻抗为L1,L4,L5,L8底下认识下正在叠层内里的一些基础观念,战厂家挨接讲时常会使用的Oz 的观念Oz 本本是沉量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克)正在叠层内里是那样定义的,正在一仄圆英尺的里积上铺一盎司的铜的薄度为1Oz,对付应的单位如下介电常数(DK)的观念电容器极板间有电介量存留时的电容量Cx 与共样形状战尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'ε"Prepreg/Core 的观念pp 是种介量资料,由玻璃纤维战环氧树脂组成,core 本去也是pp 典型介量,只不过他二里皆覆有铜箔,而pp 不.传输线个性阻抗的估计最先,咱们去瞅下传输线的基础典型,正在估计阻抗的时间常常犹如下典型: 微戴线战戴状线,对付于他们的区别,最简朴的明白是,微戴线惟有1 个参照天,而戴状线有2个参照天,如下图所示对付照上头时常使用的8 层主板,惟有top 战bottom 走线层才是微戴线典型,其余的走线层皆是戴状线典型正在估计传输线个性阻抗的时间, 主板阻抗央供基础上是:单线阻抗央供55 大概者60Ohm,好分线阻抗央供是70~110Ohm,薄度央供普遍是1~2mm,根据板薄央供去分层得到各薄度下度.正在此假设板薄为1.6mm,也便是63mil 安排, 单端阻抗央供60Ohm,好分阻抗央供100Ohm,咱们假设以如下的叠层去走线.先去估计微戴线的个性阻抗,由于top 层战bottom 层对付称,只需要估计top 层阻抗便佳的,采与polar si6000,对付应的估计图形如下:正在估计的时间注意的是:1,您所需要的是通过走线阻抗央供去估计出线宽W(目标)2,各厂家的制程本发纷歧致,果此估计要发纷歧样,需要战厂家举止确认3,表层采与coated microstrip 估计的本果是,厂家会有覆绿漆,果而出用surface microstrip 估计,然而是也有厂家采与surface microstrip 去估计的,它是通过校准的4,w1 战w2 纷歧样的本果正在于pcb 板制制历程中是从上到下而腐蚀,果此腐蚀出去有梯形的感觉(天然不完尽是) 5,正在此出估计出透彻的60Ohm 阻抗,本果是本量制程的时间厂家会轻微改变参数,出需要那么透彻,正在1,2ohm 范畴之内尔是感触出问题6,h/t 参数对付应您不妨参照叠层去瞅再估计出L5 的个性阻抗如下图记恰当初有各版本对付于stripline 另有symmetrical stripline 的估计图,本量上的好别从字里去明白便是symmetrical stripline 本去是offset stripline 的惯例H1=H2正在估计好分阻抗的时间战上头估计类似,除所需要的通过走线阻抗央供去估计出线宽的目标除线宽另有线距,正在此不列出采用的图是正在估计好分阻抗注意的是:正在谦脚DDR2 clock 85Ohm~1394 110Ohm 好分阻抗的共时又谦脚其单端阻抗,果此尔常常采用的是先谦脚好分阻抗(很多是电流模式与电压的)再思量单端阻抗(常常板厂是不思量的,本量搞很多板子,问题真真不算大,瞅格式好分线仍旧走线共层共via 共间距央供一定要切合)个性阻抗公式 (含微戴线,戴状线的估计公式)a.微戴线(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W为线宽，T为走线的铜皮薄度，H为走线到参照仄里的距离，Er是PCB板材量的介电常数(dielectric constant).此公式必须正在0.1<(W/H)<2.0及1<(Er)<15的情况才搞应用.b.戴状线(stripline)。
