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如何為您的電路板計算PCB阻抗控制
如何為您的電路板計算PCB阻抗控制
科學(xué)和數(shù)學(xué)的確基于精度，或為項目，動作和事件分配準(zhǔn)確的可測量值的能力。即便如此，有些因素仍然存在，在分析，設(shè)計和構(gòu)建物理系統(tǒng)時必須加以解決。猶豫不確定性原理是貫穿于大多數(shù)科學(xué)，數(shù)學(xué)和工程工作的一個常見原理，該原理指出對象（包括亞原子粒子）的位置和速度不能同時測量。而且我們?nèi)栽趪L試最終確定π的精確解。
使用史密斯圓圖計算PCB阻抗控制
在設(shè)計PCBA時，特別是在高速電路板設(shè)計中，確定很好阻抗值非常重要，因為它可以控制走線參數(shù)定義和電路板材料選擇。然而，明確地確定或計算電路板上的阻抗提出了重大挑戰(zhàn)。當(dāng)設(shè)計師主要使用史密斯圓圖并且現(xiàn)在一直如此時，情況就是如此。然而，電路板阻抗控制的重要性要求我們采用可靠的方法，并能產(chǎn)生可接受的結(jié)果。因此，讓我們看一些可用的選項，看看我們是否可以磨練一種既準(zhǔn)確又實用的PCB阻抗控制計算方法。
PCB阻抗計算方法
PCB設(shè)計中的信號傳播基本上是傳輸線設(shè)計，對嗎？那么，為什么這項任務(wù)如此艱巨呢？這個問題的答案直接說明了挑戰(zhàn)。如今，電路板已經(jīng)變得復(fù)雜，小型和多功能。這意味著您經(jīng)常面臨多種信號類型（例如，數(shù)字，RF和DC）和長度和方向變化的不同類型的走線（例如，微帶線和帶狀線）。此外，還有一些挑戰(zhàn)需要克服，例如蠕變和間隙，板邊緣，腳印墊布局以及走線寬度和間距距離。其他問題是匹配輸入和輸出連接阻抗，更不用說會影響阻抗（例如介電常數(shù)）的材料特性。
顯然，管理所有這些電路板參數(shù)會很快變得很麻煩。更不用說，其目標(biāo)是很大化信號完整性，消除反射并將噪聲或EMI降至最低。即使面對這些艱巨的挑戰(zhàn)，PCB阻抗控制也是需要確定方法的重要參數(shù)。為了簡化計算，幾乎必須進行假設(shè)，因為全面的封閉式解決方案過于復(fù)雜。再加上每種設(shè)計的獨特性，意味著計算電路板阻抗控制的可能性幾乎是不竭的，對于不同的方法，您的結(jié)果可能會有所不同。但是，通常采用以下方法。
阻抗計算方法
早在計算機和PCB設(shè)計軟件問世之前就已經(jīng)存在。它用于以圖形方式確定源阻抗和負載阻抗之間的反射系數(shù)關(guān)系。然后可以使用一系列數(shù)學(xué)操作來得出線或跡線的阻抗值。
計算機模擬
如今，更先進的PCB設(shè)計軟件包包括控制阻抗計算功能。這樣做的好處是您可以使用其他設(shè)計參數(shù)，并且可以對其進行自動修改以執(zhí)行各種模擬，從中可以選擇很好的制造設(shè)計。缺點是這種功能可能導(dǎo)致設(shè)計軟件非常昂貴。
在線計算器
在線計算器比具有PCB阻抗控制仿真功能的設(shè)計包更常見，您可以在其中找到受控阻抗或給定所需阻抗的走線參數(shù)。盡管不如模擬程序那么全面，但這些程序可能會使您陷入困境，合同制造商（CM）可能只需要進行少量調(diào)整即可制造。這些計算器大多數(shù)
上面列出的每種方法均可用于確定設(shè)計的PCB阻抗控制。無論您是否選擇這些特定方法之一，在您的設(shè)計工具箱中也包括一個簡單而可靠的方法可能是一個好主意。
一種計算PCB阻抗控制的快速實用方法
為了充分利用阻抗控制，應(yīng)該在電路板布局的早期而不是在結(jié)束時進行阻抗控制。這樣，您可以在完成布線之前將對表面元素之間的間距以及堆疊參數(shù)（例如電介質(zhì)高度）的影響納入其中。通過執(zhí)行以下步驟，您將快速獲得合理準(zhǔn)確的受控阻抗值。
PCB阻抗控制計算流程
1.計算走線的上升時間。
2.計算傳輸影響成為問題之前的很大走線長度。
3.根據(jù)走線類型和幾何形狀計算走線的特征阻抗。
一個簡單的微帶示例：
注意： H，W和T是根據(jù)設(shè)計的走線標(biāo)準(zhǔn)PCB布局定義的。這包括電流水平要求，間距限制和表面可用性。
這些計算應(yīng)針對將攜帶極高頻率信號的軌跡進行，以確定控制阻抗。然后，該阻抗可用于計算其他路徑的跟蹤參數(shù)。
無論采用哪種確定PCB阻抗控制的技術(shù)，建議您與CM一起使用，因為DFM規(guī)則和準(zhǔn)則以及材料的可用性會影響電路板的制造。
如果需要有關(guān)為高速設(shè)計計算PCB阻抗控制的更多信息，請與我們聯(lián)系。