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阻抗模型讲解及阻抗计算

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阻抗模型讲解及阻抗计算阻抗计算（以一个八层板为例）

下面以如图1所示的八层板为例来介绍下相关阻抗的计算方法

图1

1.微带线阻抗计算

（1）表层(Top/Bot层)参考第二层，单端阻抗选用CoatedMicrostrip1B模型，

单端50欧姆阻抗计算方法如图2所示，最后得到表层50欧姆单端线宽为6mil。

图2表层(Top/Bot层)单端阻抗计算

（2）表层差分阻抗选用Edge-CoupledCoatedMicrostrip1B模型，差分100欧

姆阻抗计算如图3所示，最后得到的表层100欧姆差分线宽线距为4.7/8mil。

图3表层(Top/Bot层)差分阻抗计算

（3）表层（Top/Bot层）射频信号50欧姆阻抗的计算：因为射频信号要有足够宽的线宽，在阻抗不变的情况下，加大线宽就必须增

加阻抗线到参考层的距离，所以50欧姆射频信号要做隔层参考也就是参考第三

层，阻抗模型选用CoatedMicrostrip2B阻抗计算方法如图4所示，最后得到表层50欧姆射频信号的线宽为15.7mil。

图4表层50欧姆射频信号阻抗计算

（4）微带线阻抗计算参数说明：

1.H1是表层到参考层的介质厚度，不包括参考层的铜厚；

2.C1,C2,C3是绿油的厚度，一般绿油厚度在0.5mil~1mil左右，所以保持默认

就好，其厚度对阻抗的影响不是很大；

3.T1的厚度一般为表层基铜铜厚加电镀的厚度，1.8mil为0.5OZ（基铜厚度）

+Plating的结果；4.一般W1是板上走线的宽度，由于加工后的线为梯形，所以W2

当铜厚为1mil以上时，w1-w2=1mil，当铜厚为0.5mil时w1-w2=0.5mil。

2.带状线阻抗计算

（1）带状线（Art03和Art06层）内层单端阻抗选用OffesetStripline1B1A模

型,50欧姆阻抗计算方法如图5所示，计算出来的内层50欧姆单端线宽为5mil。

图5内层50欧姆单端阻抗计算

（2）带状线（Art03和Art06层）内层差分阻抗选用Edge-CoupledOffesetStripline模型1B1A,100差分欧姆阻抗计算方法如图6所示，计算出来的内层100

欧姆差分线宽线距为4.3/9mil。

图6内层100欧姆差分阻抗计算

（3）带状线阻抗计算参数说明：

1.H1是导线到参考层之间core的厚度，H2是导线到参考层之间pp厚度（考

虑pp流胶情况）；如图7-14和7-15阻抗计算图所示，以ART03为例，H1就是GND02到ART03之间的介质厚度为5.12mil，而H2则是GND04到ART03之间

的介质厚度再加上铜厚，所以H2的值应该为14mil+1.2mil=15.2mil；

2.Er1和Er2之间的介质不同时，可以填各自对应的介电常数；

3.T1的厚度一般为内层铜厚；当为HDI板时，需要注意内层是否有电镀，有

电镀的话需要将电镀的厚度加上去。

3.共面波导阻抗计算上述是常见的阻抗计算，然而有部分PCB板厚较厚，层数较少，利用上述方

法没有办法计算出阻抗线的具体参数，这个时候就要考虑共面波导模型，这种模

型是信号线参考其旁边的地线做阻抗，一般在双面板的场合用的比较多。

（1）单端50欧姆，选用CoatedCoplanarStripsWithGround1B模型，其阻抗

计算方法如图7所示，计算结构为阻抗线宽14mil，阻抗线到地线的距离4mil，

地线的宽度为20mil。

图750欧姆共面波导阻抗模型计算

（2）差分100欧姆，选用DiffCoatedCoplanarStripsWithGround1B，其阻

抗计算方法如图8所示，计算结果为100欧姆差分线宽线距为6/5mil，差分线到

地线的距离为7mil，地线线宽为20mil。

图8100欧姆差分共面波导阻抗模型计算

（3）共面波导阻抗计算参数说明：

1.H1是阻抗线到最近参考层的介质厚度；

2.G1和G2是伴随地的宽度，一般是越大越好；

3.D1是到伴随地之间的间距。

4.阻抗计算的几个注意事项

（1）线宽宁愿宽，不要细。

因为我们知道制程里存在细的极限，宽是没有极限的。如果到时候板厂为了

调阻抗把线宽调细而碰到细的极限时那就麻烦了，要么增加成本，要么范松阻抗

管控，要么修改设计...所以在计算时相对宽就意味着目标阻抗稍微偏低，比如50

欧姆，我们算到49欧姆就可以了，尽量不要算到51欧姆。（2）整体呈现一个趋势。

我们的设计中可能有多个阻抗管控目标，那么就整体偏大或偏小，不要100

欧姆的偏大，90欧姆的偏小

（3）考虑残铜率和流胶量。

当半固化片一边或两片是蚀刻线路时，压合过程中胶会去填补蚀刻的空隙处，

这样两层间的胶厚度会减小，残铜率越小，填的越多，剩下的越少。所以如果你

需要的两层间半固化片厚度是5mil，要根据残铜率选择稍厚的半固化片

（4）指定玻璃布型号和含胶量。

看过板材datasheet都知道不同的玻璃布，不同的含胶量的半固化片或者芯板

的节点系数是不同的，即使是差不多高度的也可能是3.5和4的差别，这个差别

可以引起单线阻抗3欧姆左右的变化。另外玻纤效应和玻璃布开窗大小密切相关，

如果你是10Gbps或更高速的设计，而你的叠层又没有指定材料，板厂用了单张1080的材料，那就可能出现信号完整性问题。

（5）多和板厂沟通

当然残铜率和流胶量有时候计算会有误差，新材料的介电系数有时和标称不

一致，有的玻璃布板厂没有备料等等都会造成设计的叠层实现不了或者交期延

后。出现这些情况的时候，最好的办法就是在设计之初让板厂按设计师的要求，

根据他们的经验设计个叠层，经过多次的沟通和确认，这样最多几个来回就可以

得到理想的叠层，方便后续的设计。

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PCB阻抗计算

PCB阻抗计算

阻抗线计算

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(我们目前常用)

（图2）

嵌入(我们目前几乎没有用过)

带状线：在绝缘层的中间，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,阻抗值一般为90,100,110,120

2.2特性阻抗 （图5）

特性阻抗: 如上如所示,.阻抗值一般为50 ohm,60ohm

二. PCB叠层结构

1板层、PCB材质选择

PCB是一种层叠结构。主要是由铜箔与绝缘材料叠压而成。附图为我们常用的1+6+1结构的，8层PCB叠层结构。 （图6）

首先第一层为阻焊层（俗称绿油）。它的主要作用是在PCB表面形成一层保护膜，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、生产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、绝缘及抵抗各种恶劣环境，保证PCB工作稳定可靠。

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),其中液态感光型为目前制程大宗,常用的有Normal LPI, Lead-free LPI,Prob 77.

防焊对阻抗的影响是使得阻抗变小2~3ohm左右

阻焊层下面为第一层铜箔。它主要起到电路连通及焊接器件的作用。硬板中使用的铜箔一般以电解铜为主（FPC中主要使用压延铜）。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式。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).

PCB阻抗计算 2

PCB阻抗计算 2

阻抗线计算

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(我们目前常用)

（图2）

嵌入(我们目前几乎没有用过)

带状线：在绝缘层的中间，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,阻抗值一般为90,100,110,120

2.2特性阻抗 （图5）

特性阻抗: 如上如所示,.阻抗值一般为50 ohm,60ohm

二. PCB叠层结构

1板层、PCB材质选择

PCB是一种层叠结构。主要是由铜箔与绝缘材料叠压而成。附图为我们常用的1+6+1结构的，8层PCB叠层结构。 （图6）

首先第一层为阻焊层（俗称绿油）。它的主要作用是在PCB表面形成一层保护膜，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、生产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、绝缘及抵抗各种恶劣环境，保证PCB工作稳定可靠。

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),其中液态感光型为目前制程大宗,常用的有Normal LPI, Lead-free LPI,Prob 77.

防焊对阻抗的影响是使得阻抗变小2~3ohm左右

阻焊层下面为第一层铜箔。它主要起到电路连通及焊接器件的作用。硬板中使用的铜箔一般以电解铜为主（FPC中主要使用压延铜）。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式。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).

人体阻抗模型分析

人体阻抗模型分析

龙源期刊网

人体阻抗模型分析

作者：卢岳俊 叶青 钱雪伟

来源：《科技风》2017年第07期

摘 要：从人体的构成，结合泄漏电流测试，分析常见的四种人体阻抗模型。

关键词：人体阻抗模型；泄漏电流；频率因数

Abstract：From the composition of the human body， combined with leakage current test，

analysis four kinds of common human body impedance model.

Key words：Human body impedance model；Leakage current；Frequency factor

1 人体

人体是由上皮组织、结缔组织、肌肉组织、神经组织组成的，不同的组织导电性不同。人体含有碳、氮、氢、氧、钙、钠等50多种元素，这些元素构成人体的五个主要成分，即水、糖、脂肪、蛋白质、无机盐。由此可见，人体的体液实质上是一种比较复杂的特殊电解质。人体内部大部分是导电能力较强的体液， 表面则是一层导电能力较差的皮肤。[ 1 ]

2 人体阻抗

人体阻抗是皮肤阻抗和皮下其它组织阻抗之和， 它是大小不同的电阻和电容的复杂组合。[ 2 ]角质层在人皮肤最外层的表皮，导电性能较差。大量的血管分布在表皮下面的真皮和皮下组织里，导电性能较好。在触电电极和导电性能较好的真皮之间夹了一层导电性较差的表皮，这结构相当于电容，而表皮有汗腺孔，会有少量离子通过，因此皮肤阻抗相当于漏电的电容。皮肤下由无数细胞组成，含有各种不同的物质。细胞内有细胞液，导电性较好，细胞膜由脂类物质组成，导电性差，细胞间有组织液，导电性较好，这样三个部分也组成了电容。同时细胞膜具有选择透过性，可以通过一些特定离子，因此细胞的阻抗相当于漏电的电容。人体中有无数个细胞，则存在无数类似的电容。

线路阻抗的计算

线路阻抗的计算

线路阻抗的计算

导线的阻抗计算公式

导线的阻抗由两部分组成，电阻成份和感抗成份。

电阻成分：导体的电阻分为直流电阻RDC和交流电阻RAC。对于交流电流，由于趋肤效应，电流集中在导体的表面，导致实际电流截面减小，电阻增加。由于交流信号导致电磁干扰的主要原因，因此，在考虑电磁兼容问题时，更关心交流电阻。直流电阻和交流电阻的关系如下： RAC = 0.076 r f 1/2 RDC

式中：r = 导线的半径，单位cm， f = 流过导线的电流频率，单位Hz， RDC = 导线的直流电阻，单位W。

对于任意截面形状的导体，r = 截面周长 / 2p ，单位用cm。

电感成分：任何导体都有内电感（这区别于通常讲的外电感，外电感是导体所包围的面积的函数），内电感与导体所包围的面积 无关。对于圆截面导体如下： L = 0.2 S [ ln(4S / d) –1]

（mH）

式中： S = 导体长度（m）， d = 导体直径（m）

片状导体或平面（这时导体的宽度至少是导体厚度的10倍）的电感为：

L = 0.2 S [ ln(2S/W) + 0.5 + 0.2 W/S] （mH）

式中 S = 导体长度（m）， W = 宽度（m）

若 S/W > 4， 则公式可以化简为： L = 0.2 S ln(2S/W) （mH）

不同长度、直径的导线阻抗值下表所示。从这些数据可以知道导线的阻抗与频率的关系很大。

导线直径 d = 0.65cm d = 0.27cm d = 0.06cm d= 0.04cm

导线长度 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m 10cm 1m

频率

Hz 10 51.4m 517m 327m 3.28m 5.29m 52.9m 13.3m 133m

1k 429m 7.14m 632m 8.91m 5.34m 53.9m 14m 144m