传输线理论(2).doc

【引用】画PCB的技巧【引用】差分阻抗-什么是差分?传输线,特征阻抗计算  2011-04-2917:04:01|  分类:硬件设计|  标签:|字号大中小 ,我想给大家整理个材料,,欢迎讨论与指教!在计算阻抗之前,我想很有必yi要理解这儿阻抗的意义传输线阻抗的由来以及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 ,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,,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,(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)=(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,,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,,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先来计算微带线的特性阻抗,由于top层和bottom层对称,只需要计算top层阻抗就好的,采用polarsi6000,对应的计算图形如下:在计算的时候注意的是:1,你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)2,各厂家的制程能力不一致,因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认3,表层采用coatedmicrostrip计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surfacemicrostrip计算,但是也有厂家采用surfacemicrostrip来计算的,它是经过校准的4,w1和w2不一样的原因在于pcb板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯