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关于硬件设计中的线宽线距,老工程师想说的都在这里了......

2020-03-04 08:59
凡亿PCB
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阻抗计算

在线宽规则设置中提到过阻抗线的概念,那么什么是阻抗线呢?我们如何知道设计当中的信号走线线宽与间距呢?这就涉及阻抗的计算。

阻抗计算的必要性

当电压、电流在传输线中传播时,特性阻抗不一致会造成所谓的信号反射现象等。在信号完整性领域里,反射、串扰、电源平面切割等问题都可以归为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来。

常见的阻抗模型

一般利用Polar SI9000阻抗计算工具进行阻抗计算。在计算之前需要认识常见的阻抗模型。常见的阻抗模型有特性阻抗模型、差分阻抗模型、共面性阻抗模型。如图10-50所示,阻抗模型又细分为如下几类。

(1)外层特性阻抗模型。

(2)内层特性阻抗模型。

(3)外层差分阻抗模型。

(4)内层差分阻抗模型。

(5)共面性阻抗模型。

① 外层共面特性阻抗模型。

② 内层共面特性阻抗模型。

③ 外层共面差分阻抗模型。

④ 内层共面差分阻抗模型。

图10-50  常见的阻抗模型

阻抗计算详解

1.阻抗计算的必要条件

阻抗计算的必要条件有板厚、层数(信号层数、电源层数)、板材、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚。

2.影响阻抗的因素

影响阻抗的因素有介质厚度、介电常数、铜厚、线宽、线距、阻焊厚度,如图10-51所示。

图10-51  影响阻抗的因素

在图10-51中,H1为介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚);Er1为PP片或者板材的介电常数,多种PP片或者板材压合在一起时取平均值;W1为阻抗线下线宽;W2为阻抗线上线宽;T1为成品铜厚;CEr为绿油的介电常数(3.3);C1为基材的绿油厚度(一般取0.8mil);C2为铜皮或者走线上的绿油厚度(一般取0.5mil)。

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