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pcb阻抗匹配如何计算 - 怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

2018年05月02日 17:11 网络整理 作者: 用户评论(0

  pcb阻抗匹配如何计算

  在我们画四层板、六层板或者更高层板的时候,必须考虑一个问题——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。所以在PCB设计中我们就必须考虑到阻抗匹配的概念,然后对设计的走线线宽、线间距进行计算。

  首先我们来了解一下PCB生产板材:芯板、PP板,下表列出了其厚度与介电常数之间的关系。

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  下面以一个1.6mm板厚、板材为FR4的6层板为案例来分析叠层以及阻抗。

  我们设计层压厚度的时候一般是层压的厚度要比成品的厚度小0.1mm左右(考虑到铜厚和残铜率的问题),下面是我们常用的一个6层层压结构:

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  层压厚度=0.07*2+0.14*2+0.195*2+0.7=1.51mm(比要求的1.6mm板厚少0.1mm)

  注意层压结构是上下对称的,以上这种6层层压结构也叫做假8层。

  以下就是根据阻抗大小,利用软件Si9000,来计算走线线宽与线间距。

  阻抗一般规律:介质厚度、线距越大,阻抗值越大;介电常数、铜厚、线宽越大,阻抗越小。通常利用这个规律进行微调,使得最终的计算结果接近预定的阻抗值。

  1.1)在L1/L6上,要求阻抗值50欧姆,单走线:线宽5.5mil

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  以上单位是mil

  首先是选择模型,H1为表面到参考层的距离,即L1到L2,0.07mm,上图单位是mil;Er1是L1、L2之间PP板的介电常数,1080,3.65;W1为下线宽,W2为上线宽,板子腐蚀是从上到下的,不是绝对的平整,所以业界规定,W1是走线宽度,W2比W1短0.5mil;T1是表层的铜厚,HOZ,0.6mil。以上数字填进去之后,点击“More”上方的Calculate,可以得到Z0为50.78,在10%以内,符合要求。

  1.2)在L1/L6上,要求阻抗值90欧姆,差分走线:线宽6mil,线间距6mil

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  图中的S1表示差分线间距。

  1.3)在L1/L6上,要求阻抗值100欧姆,差分走线:线宽5.1mil,线间距9mil

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  2.1)在L3/L4上,要求阻抗值50欧姆,单走线:线宽5.8mil

  模型选择:隔一个参考层比较近,隔另一个参考层比较远。比如在L3上,参考层分别为L2、L5。

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  以上单位是mm

  我们可以这么理解,在L3上走线,距离L2的厚度就是H3=0.14mm,介电常数3.95;距离L4的厚度就是H2=0.195+0.7+0.195=1.09mm,平均介电常数4.2;距离L5的厚度就是H1=0.14mm,介电常数3.95。然后将单位换算成mil,走线宽度W1=5.8mil,W2=5.3mil,L3的铜厚T1=1OZ=1.2mil,计算可得此时的阻抗为50欧姆。

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  2.2)在L3/L4上,要求阻抗值90欧姆,差分走线:线宽5.5mil,线间距9mil

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  2.3)在L3/L4上,要求阻抗值100欧姆,差分走线:线宽4.3mil,线间距9mil

怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

  

  3)最后,我们将上面计算的线宽、线间距统一用一个表格列出来:

怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

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( 发表人:陈翠 )

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