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pcb的阻抗设计.doc


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PCB的阻抗设计
1、阻抗的定义:
在某一频率下,电子器件传输信号线中,相对某一参考层,其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗,它是电阻抗,电感抗,电容抗……的一个矢量总和。
当信号在1 / 17
PCB的阻抗设计
1、阻抗的定义:
在某一频率下,电子器件传输信号线中,相对某一参考层,其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗,它是电阻抗,电感抗,电容抗……的一个矢量总和。
当信号在PCB导线中传输时,若导线的长度接近信号波长的1/7, 此时的导线便成为信号传输线,一般信号传输线均需做阻抗控制。PCB制作时,依客户要求决定是否需管控阻抗,若客户要求某一线宽需做阻抗控制,生产时则需管控该线宽的阻抗。
当信号在PCB上传输时,PCB板的特性阻抗必须与头尾元件的电子阻抗相匹配,一但阻抗值超出公差,所传出的信号能量将出现反射、散射、衰减或延误等现象,从而导致信号不完整、信号失真。
2、计算阻抗的工具:
目前大部分人都用Polar软件: Polar Si8000、Si9000等。

常用的软件阻抗模型主要有三种 : (1)特性阻抗,也叫单端阻抗;(2)差分阻抗,也叫差动阻抗;(3)共面阻抗,也叫共面波导阻抗,主要应用于双面板阻抗设计当中。
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选择 共面阻抗 设计的原因是:双面板板厚决定了阻抗线距离,下面的参考面比较远,信号非常弱,必须选择距离较近的参考面,于是就产生了共面阻抗的设计。
3、安装软件Polar Si9000,然后打开Polar Si9000软件。熟悉一下常用的几个阻抗模型:
(1)下图是 外层 特性阻抗模型(也叫 单端阻抗模型):
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(2)下图是 外层 差分阻抗模型:
(3)内层 差分阻抗模型常用以下三种:
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下面是共面的常用模型:
(4)下图是 外层 共面单端阻抗模型:
(5)下图是 外层 共面差分阻抗模型:
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4、怎样来计算阻抗?
各种PP及其组合的厚度,介电常数详见PP规格表,铜厚规则按下图的要求。
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阻焊的厚度,在金百泽公司统一按10um,;W1、W2的规则按上面要求;;当基铜=1OZ时,W2=W-1mil; W指原线宽。
下面讲一个12层板,板厚1.8MM的例子:
这个板信号层比较多,但是3,5层和8,10是对称的。左边是指阻抗线所在信号层;右边是参考层,参考层是电源层或者地层。L1是参考L2,L12参考L11层。
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(1)首先计算外层阻抗:
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在上图中:H1是L1到L2层介质厚度;Er1是介质的介电常数;W2是上线宽;W1是下线宽;T1是指外层成品铜厚;C1、C2是绿油厚度;CEr是指绿油的介电常数;Z0是计算出来的阻抗值;Calculate是计算按钮。
在上图中:差分阻抗计算中,S1代表 差分线间距;
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(2)下面讲内层阻抗计算:
下面解释各个参数:
对应L3层阻抗,L3层阻抗线是面朝下的,故W2是在下面; 如何判断H1、H2:关键是搞清楚阻抗线面朝向,对应上正确的模型(查PP规格表)。
一个PCB板有绿油、有PP、有铜箔,PP可以互相叠加,不同的PP对应不同的介电常数,当然厚度也不一样。
模型中H1是4mil,,。7.5mil所采用的PP是:1080+2116的组合。
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得出以下的建议:
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由于对称结构,所以L3,5,8,10层的阻抗是一样的,同样计算。
在软件中,计算阻抗用下图的这一选项页,即 无损计算:
(3)下面讲一个典型8层板阻抗:
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注意:该数据表格 会在 下面的计算阻抗时 用到。
需要注意:计算内层阻抗时,L3、L4与L6所采用的区别。其中L6层阻抗计算模型是临近层参考的,与上面12层板那个一样。
计算L3,L4层阻抗时,采用的模型是:隔层参考的其中一个,所采用是1B2A模型。
其他阻抗与刚那个12层板一样。
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现重点讲一下L3,L4层阻抗怎么计算 (所用模型如下图所示):
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参数大小的设置,如上图所示:; ; ;

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