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1、·PCB设计中阻抗的详细计算方法-差分阻抗为例日期：2010.01.20
2、分类：软件使用
3、标签：与其大致的了解很多事情，不如好好把你平时碰到的问题详细的搞懂，阻抗计算就是其中一个例子。很多PCB设计人员现在已经不自己动手去计算阻抗了，不信你可以看看他的电脑上有没有PolarSi这个工具即可。如果读者你有心学，那么今天我就整理一篇polarsi的学习资料，至于软件本身，你可以去搜索下载，如果下不到，可以在本文后留言，我可以发邮件给大家，不过申明一下，此软件只做交流学习用，如果觉得自己有能力，建议购买正版！下面我以计算手机射频SAW至TC(transceiver
4、)的接受线阻抗为例，说明PolarSi计算阻抗的过程。这段线现在在手机PCB设计中很多公司的默认做法是走4mil的线宽，相邻层净空，然后不做特别处理。原因为何，很多设计师不会去细究。其实此系列阻抗线要求是差分阻抗150欧，那么计算出来线宽究竟是多少？我以一个普通的HDI板厂的一个普通的叠层结构为例计算此差分阻抗。叠层结构见下图：其中sig为信号层，即为铜箔厚度，绿色标示的是pp，我们可以看到来l3–》l4之间的pp为16mil，是很“厚”的，这也是为什么我们一般微带线的阻抗参考层要跨越此pp，实际操作就是将微带线放在L3或者L4层。搞清楚图中各个数值的意义，
5、下面我们就打开PolarSi阻抗计算软件，选择差分阻抗计算模式，并且选择要挖掉一层的图示来计算，如下图所示：这时我们看到右边有很多需要填的数值，不必紧张，见下图，当你点某个方框时，在左侧的图示上面，此数值所对应的字母会用红色框高亮，例如下图中在右边点H1后的数值框，输入数值，那么左侧的H1就会高亮。下面我们就按上述方法，依次根据叠层结构填入各个数值，Er1和Er2如果不知道可以填入3.8-4.2之间的数值，对计算结果影响不是很大，在最下面的Zdiff（差分阻抗）处填入150，表示我们要计算的是差分150欧的阻抗。S1标示差分线的间距，我们先以12mil计算，
6、我们要计算的是走线宽度，在W2一行后面可以看到有caculate，点一下，就会开始计算，如下图：得到计算结果，如下图，这代表如果假设差分间距S1为12mil那么线宽为3.4mil才能满足差分150欧的阻抗。3.4mil的线宽板厂控制起来是比较难的，因为第一：制程达不到，第二，如果有零点几的误差，那么阻抗偏差很大。所以我们就想，此线宽能不能变宽一点，那么我们尝试增加S1即差分间距来增加线宽。S1=20milS1=40mil我们可以看到如果要使线宽达到4mil那么差分间距S1要达到20mil，此距离是比较大的，对布线空间要求比较严格。所以综上所述，一般我们采取的
7、做法实际上是有误差的，但是还是接近于计算结果的。如果要真的严格控制，是比教难达到的，何况差分还要严格平行等间距，这在设计中都比较难实现。下图是个实际的设计例子：读者可以自行尝试单根50欧的计算，本文不再赘述！移动互连设计致力于打造一个专业的PCB设计主题博客，分享设计心得，交流从业经验，挖掘行业信息，带动整个行业发展。一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.%@6b#x,H9O+u D/Z3m1K8{4g二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗
8、."_!Y,r*W2x+R9T+l 1.外层特性阻抗模型:*B8u5~*d&N*k)M!I9~/J 2.内层特性阻抗模型:"d;p*S9B:
9、$6D7Z1b"e7S&r)V&w 3.外层差分阻抗模型:3J(U&[;y/Z9y*G0~:A&^;u5A.L%F;n6
10、+[0a 4.内层差分阻抗模型:%A$T4G'`,C1x4u /u2x"Q$b6f0s&T)w,p 5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.4f5S'H6P:S#]4~;W9_2v5
11、k0}0K3[8K三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),(m%c/K(E7i5W 每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分有:0.10MM,0.15MM,,0.2MM,,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为0.10MM+0
12、.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.1
