PCB阻抗設計主要類型及影響因素

2020-11-25 電子發燒友

PCB阻抗設計主要類型及影響因素

李倩 發表於 2018-09-10 16:14:57

PCB阻抗設計你必須知道的那點事!

1前言

隨著科技發展， 尤其在積體電路的材料之進步，使運算速度有顯著提升， 促使積體電路走向高密度﹑小體積， 單一零件， 這些都導致今日及未來的印刷電路板走向高頻響應， 高速率數位電路之運用， 也就是必須控制線路的阻抗﹑低失真﹑低幹擾及低串音及消除電磁幹擾EMI。阻抗設計在PCB設計中顯得越來越重要。作為PCB製造前端的制前部，負責阻抗的模擬計算，阻抗條的設計。客戶對阻抗控制要求越來越嚴，而阻抗管控數目也原來越多，如何快速，準確地進行阻抗設計，是制前人員非常關注的一個問題。

2阻抗主要類型及影響因素

阻抗（Zo）定義：對流經其中已知頻率之交流電流所產生的總阻力稱為阻抗（Zo）。對印刷電路板而言，是指在高頻訊號之下，某一線路層（signal layer）對其最接近的相關層（reference plane）總合之阻抗。

2.1 阻抗類型：

（1）特性阻抗　在計算機﹑無線通信等電子信息產品中， PCB的線路中的傳輸的能量， 是一種由電壓與時間所構成的方形波信號（square wave signal， 稱為脈衝pulse），它所遭遇的阻力則稱為特性阻抗。

（2）差動阻抗　驅動端輸入極性相反的兩個同樣信號波形，分別由兩根差動線傳送，在接收端這兩個差動信號相減。差動阻抗就是兩線之間的阻抗Zdiff。

（3）奇模阻抗　兩線中一線對地的阻抗Zoo，兩線阻抗值是一致。

（4）偶模阻抗　驅動端輸入極性相同的兩個同樣信號波形， 將兩線連在一起時的阻抗Zcom。

（5）共模阻抗　兩線中一線對地的阻抗Zoe，兩線阻抗值是一致，通常比奇模阻抗大。

其中特性和差動為常見阻抗，共模與奇模等很少見。

2.2 影響阻抗的因素：

W-----線寬/線間　線寬增加阻抗變小，距離增大阻抗增大；

H----絕緣厚度　厚度增加阻抗增大；

T------銅厚　銅厚增加阻抗變小；

H1---綠油厚　厚度增加阻抗變小；

Er-----介電常數　參考層　DK值增大， 阻抗減小；

Undercut----W1-W　undercut增加， 阻抗變大。

3阻抗計算自動化

如今，我們業界最常用的阻抗計算工具是Polar公司提供的Si8000 Field Solver，Si8000是全新的邊界元素法場效解計算器軟體，建立在我們熟悉的早期Polar阻抗設計系統易於使用的用戶界面之上。此軟體包含各種阻抗模塊，人員通過選擇特定模塊，輸入線寬，線距，介層厚度，銅厚，Er值等相關數據，可以算出阻抗結果。一個PCB阻抗管控數目少則4，5組，多則幾十組，每一組的管控線寬，介層厚度，銅厚等都不同，如果一個個去查數據，然後手動輸入相關參數計算，非常費時且容易出錯。

下面，將介紹Si8000軟體自動地進行阻抗設計的參數：

Q總結

PCB的競爭越來越激烈，樣品交期越來越短，阻抗設計在制前工作中佔了很大的比例，如何縮短阻抗製作時間，做出滿足客戶要求的阻抗匹配，是制前部必需考慮的一個問題。InPlan和InCoupon的出現，給阻抗設計提供了很好的幫助。當然，各PCB板廠自己的阻抗計算規則，Layout方式與大小都會不一樣，InPlan系統需專人進行開發，維護，才能真正實現其功能。但相信，阻抗設計的自動化，將在PCB制前部越來越普及。

打開APP閱讀更多精彩內容

聲明：本文內容及配圖由入駐作者撰寫或者入駐合作網站授權轉載。文章觀點僅代表作者本人，不代表電子發燒友網立場。文章及其配圖僅供工程師學習之用，如有內容圖片侵權或者其他問題，請聯繫本站作侵刪。 侵權投訴

相關焦點

  • 影響PCB特性阻抗的因素有哪些?
    一般來說，影響PCB特性阻抗的因素：介質厚度H、銅的厚度T、走線的寬度W、走線的間距、疊層選取的材質的介電常數Er、阻焊的厚度。一般來說，介質厚度、線距越大阻抗值越大；介電常數、銅厚、線寬、阻焊厚度越大阻抗值越小。
  • 阻抗板加工的阻抗控制
    在阻抗板加工處理中，如果有信號傳輸，則期望當信號從電源傳輸到接收機時，沒有任何反射，就可以傳輸到接收機而沒有任何反射，前提是能量損失小。要發生這種傳輸，電路中的阻抗必須等於發射機內部的阻抗，才能稱為「阻抗匹配」。
  • PCB阻抗匹配設計技術要求和方法
    摘要：阻抗匹配和降低傳輸線損耗是高速印製電路板（PCB）重要指標，而阻焊層作為PCB的重要組成部分，其對外層傳輸線的阻抗和損耗均有較大的影響。對於高速PCB設計和製造而言，了解阻焊層對阻抗、損耗的影響程度以及如何減少阻焊層對PCB電性能的影響有著重要的意義。
  • PCB設計之阻抗匹配設計方案
    為保證信號傳輸質量、降低EMI幹擾、通過相關的阻抗測試認證，需要對PCB關鍵信號進行阻抗匹配設計。本設計指南是綜合常用計算參數、電視機產品信號特點、PCB Layout實際需求、SI9000軟體計算、PCB供應商反饋信息等，而最終得出此推薦設計。適用於大部分PCB供應商的製程工藝標準和具有阻抗控制要求的PCB板設計。
  • PCB設計之電流與線寬的關係
    關於pcb線寬和電流的經驗公式，關係表和軟體網上都很多，本文把網上的整理了一下，旨在給廣大工程師在設計PCB板的時候提供方便。)盎司是重量單位，之所以可以轉化為毫米是因為pcb的敷銅厚度是盎司/平方英寸"PCB設計銅鉑厚度、線寬和電流關係表
  • PCB設計阻抗不連續怎麼辦?別慌,有解決方法!
    作為PCB設計工程師，大家都知道阻抗要連續。但是，正如羅永浩所說「人生總有幾次踩到大便的時候」，PCB設計也總有阻抗不能連續的時候，這時候該怎麼辦呢？、特性阻抗、瞬時阻抗，嚴格來講，他們是有區別的，但是萬變不離其宗，它們仍然是阻抗的基本定義： a）將傳輸線始端的輸入阻抗簡稱為阻抗； b）將信號隨時遇到的及時阻抗稱為瞬時阻抗； c）如果傳輸線具有恆定不變的瞬時阻抗，就稱之為傳輸線的
  • 利用Cadence PCB SI分析特性阻抗變化因素
    1、概要本文引用地址：http://www.eepw.com.cn/article/192135.htm　　在進行PCB SI的設計時，理解特性阻抗是非常重要的。
  • PCB設計之電流與線寬的關係
    關於pcb線寬和電流的經驗公式，關係表和軟體網上都很多，本文把網上的整理了一下，旨在給廣大工程師在設計PCB板的時候提供方便。以下總結了八種電流與線寬的關係公式，表和計算公式，雖然各不相同(大體相近)，但大家可以在實際的PCB板設計中，綜合考慮PCB板的大小，通過電流，選擇一個合適的線寬。
  • PCB特性阻抗控制精度化的設計
    不僅搭載RIMM的計算機產品，而且很多的電子產品也需要基板上的電路能很好地與之匹配，一些客戶相應使用的PCB板件的特性阻抗控制精度不在局限於原來的±15%或±10%，有的阻抗控制精度要求提高到±8%甚至±5%，這對PCB製造廠來說確實是很大的挑戰。本文主要針對如何滿足客戶嚴格的阻抗控制精度要求方面進行闡述，希望能對PCB製造業同行有所幫助。
  • 失效分析論文:高速PCB阻抗一致性研究
    本文通過在不同位置設計單端和差分阻抗線，綜合分析圖形分布、走線位置分布、銅厚等對阻抗一致性的影響，並對影響阻抗控制的關鍵因素進行分析，確定了影響阻抗一致性的主要因素及各因素作用強弱，可為PCB生產時提高PCB阻抗一致性提供參考和借鑑。
  • PCB設計中有關阻抗匹配知識簡析
    阻抗匹配是信號傳輸過程中信源內阻抗和負載阻抗之間特定的配合關係。也是一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應滿足的某種關係，以免接上負載後對器材本身的工作狀態產生明顯的影響。主要用於使傳輸線上所有高頻的微波信號皆能傳至負載點上，並不會有信號反射回來源點，進而提高了能源效益。本文我們將介紹PCB設計知識中有關阻抗匹配的一些研究。
  • EDA365:通孔的阻抗控制對PCB信號完整性會觸發什麼樣的影響?
    在低頻情況下，過孔不會影響信號傳輸。但是，隨著頻率的升高（高於1 GHz）和信號的上升沿變得陡峭（最多1ns），過孔不能簡單地視為電連接的函數，而是必須仔細考慮過孔對信號完整性的影響。通孔表現為傳輸線上阻抗不連續的斷點，導致信號反射。 然而，通孔帶來的問題更多地集中在寄生電容和寄生電感上。
  • PCB設計100問
    [答] 蛇形走線，因為應用場合不同而具不同的作用： （1）如果蛇形走線在計算機板中出現，其主要起到一個濾波電感和阻抗匹配的作用，提高電路的抗幹擾能力。計算機主機板中的蛇形走線，主要用在一些時鐘信號中，如PCI-Clk,AGPCIK,IDE,DIMM等信號線。
  • PCB設計總有幾個阻抗沒法連續的地方,怎麼辦?
    大家都知道阻抗要連續，但是，正如羅永浩所說「人生總有幾次踩到大便的時候」，PCB設計也總有阻抗不能連續的時候。怎麼辦?特徵阻抗」，它不是直流電阻，屬於長線傳輸中的概念。
  • PCB疊層設計和阻抗計算的方法解析
    PCB疊層設計和阻抗計算的方法解析 佚名 發表於 2019-10-30 16:06:14 高速設計流程裡，疊層設計和阻抗計算就是萬裡長徵的第一步。
  • 乾貨| 解決PCB設計阻抗沒法連續的問題,讀這篇就夠了!
    但是，正如羅永浩所說「人生總有幾次踩到大便的時候」，PCB設計也總有阻抗不能連續的時候。怎麼辦？特性阻抗：又稱「特徵阻抗」，它不是直流電阻，屬於長線傳輸中的概念。信號在傳輸的過程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發生變化，信號就會在阻抗不連續的結點產生反射。影響特性阻抗的因素有：介電常數、介質厚度、線寬、銅箔厚度。
  • EDA365:PCB設計只懂多層板選擇原則,卻不知疊層設計可不行
    PCB層疊結構設計對產品成本、產品EMC的好壞都有直接的影響。板層的增加，方便了布線，但也增加了成本。設計的時候需要考慮各方面的需求，以達到最佳的平衡。這樣形成的迴路面積等於pcb線路板的厚度乘以信號線的長度。
  • pcb電路板加工廠家電子項目層次原理圖的概念
    對於一個龐大和複雜的pcb電路板加工廠家電子項目的設計系統，最好的設計方式是在設計時儘量將其按功能分解成相對獨立的模塊進行設計，這樣的設計方法會使電路描述的各個部分功能更加清晰。同時還可以將各獨立部分配給多個pcb電路板加工廠家工程人員，讓他們獨立完成，這樣可以大大縮短開發周期，提高模塊電路的復用性和加快設計速度。採用這種方式後，對單個模塊設計的修改可以不影響系統的整體設計，提高了系統的靈活性。
  • 如何畫雙層pcb板_雙層pcb板布線規則(操作技巧與案例分析)
    雙層pcb，意思是在一塊pcb板子的頂層和底層都畫導線。雙面板解決了單面板中因為布線交錯的難點（可以通過孔導通到另一面），即正反兩面都有布線，元器件可以焊接在正面，也可以焊接在反面，雙層線路板這種電路板的兩面都有元器件和布線，不容質疑，設計雙層PCB板的難度要高更多，下面我們來分析下雙層pcb板布線規則並分享給大家如何畫雙層pcb板。
  • PCB設計中阻抗匹配與0歐電阻的作用介紹
    打開APP PCB設計中阻抗匹配與0歐電阻的作用介紹 發表於 2019-07-30 15:42:44 如果傳輸線的特徵阻抗跟負載阻抗不相等（即不匹配）時，在負載端就會產生反射，造成自激振蕩。PCB板內走線的低頻信號直接連通即可，一般不需要加串行匹配電阻。 （2）並行阻抗匹配又叫「終端阻抗匹配」，一般用在輸入/輸出接口端，主要指與傳輸電纜的阻抗匹配。