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如何為您的電路板計(jì)算PCB阻抗控制
如何為您的電路板計(jì)算PCB阻抗控制
科學(xué)和數(shù)學(xué)的確基于精度，或?yàn)轫?xiàng)目，動(dòng)作和事件分配準(zhǔn)確的可測(cè)量值的能力。即便如此，有些因素仍然存在，在分析，設(shè)計(jì)和構(gòu)建物理系統(tǒng)時(shí)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(gè)常見(jiàn)原理，該原理指出對(duì)象（包括亞原子粒子）的位置和速度不能同時(shí)測(cè)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(jì)算PCB阻抗控制
在設(shè)計(jì)PCBA時(shí)，特別是在高速電路板設(shè)計(jì)中，確定很好阻抗值非常重要，因?yàn)樗梢钥刂谱呔€參數(shù)定義和電路板材料選擇。然而，明確地確定或計(jì)算電路板上的阻抗提出了重大挑戰(zhàn)。當(dāng)設(shè)計(jì)師主要使用史密斯圓圖并且現(xiàn)在一直如此時(shí)，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(xiàng)，看看我們是否可以磨練一種既準(zhǔn)確又實(shí)用的PCB阻抗控制計(jì)算方法。
PCB阻抗計(jì)算方法
PCB設(shè)計(jì)中的信號(hào)傳播基本上是傳輸線設(shè)計(jì)，對(duì)嗎？那么，為什么這項(xiàng)任務(wù)如此艱巨呢？這個(gè)問(wèn)題的答案直接說(shuō)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(hào)類(lèi)型（例如，數(shù)字，RF和DC）和長(zhǎng)度和方向變化的不同類(lèi)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(wèn)題是匹配輸入和輸出連接阻抗，更不用說(shuō)會(huì)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(huì)很快變得很麻煩。更不用說(shuō)，其目標(biāo)是很大化信號(hào)完整性，消除反射并將噪聲或EMI降至最低。即使面對(duì)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(jiǎn)化計(jì)算，幾乎必須進(jìn)行假設(shè)，因?yàn)槿娴姆忾]式解決方案過(guò)于復(fù)雜。再加上每種設(shè)計(jì)的獨(dú)特性，意味著計(jì)算電路板阻抗控制的可能性幾乎是不竭的，對(duì)于不同的方法，您的結(jié)果可能會(huì)有所不同。但是，通常采用以下方法。
阻抗計(jì)算方法
早在計(jì)算機(jī)和PCB設(shè)計(jì)軟件問(wèn)世之前就已經(jīng)存在。它用于以圖形方式確定源阻抗和負(fù)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(lái)得出線或跡線的阻抗值。
計(jì)算機(jī)模擬
如今，更先進(jìn)的PCB設(shè)計(jì)軟件包包括控制阻抗計(jì)算功能。這樣做的好處是您可以使用其他設(shè)計(jì)參數(shù)，并且可以對(duì)其進(jìn)行自動(dòng)修改以執(zhí)行各種模擬，從中可以選擇很好的制造設(shè)計(jì)。缺點(diǎn)是這種功能可能導(dǎo)致設(shè)計(jì)軟件非常昂貴。
在線計(jì)算器
在線計(jì)算器比具有PCB阻抗控制仿真功能的設(shè)計(jì)包更常見(jiàn)，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(huì)使您陷入困境，合同制造商（CM）可能只需要進(jìn)行少量調(diào)整即可制造。這些計(jì)算器大多數(shù)
上面列出的每種方法均可用于確定設(shè)計(jì)的PCB阻抗控制。無(wú)論您是否選擇這些特定方法之一，在您的設(shè)計(jì)工具箱中也包括一個(gè)簡(jiǎn)單而可靠的方法可能是一個(gè)好主意。
一種計(jì)算PCB阻抗控制的快速實(shí)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(shí)進(jìn)行阻抗控制。這樣，您可以在完成布線之前將對(duì)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(guò)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(jì)算流程
1.計(jì)算走線的上升時(shí)間。
2.計(jì)算傳輸影響成為問(wèn)題之前的很大走線長(zhǎng)度。
3.根據(jù)走線類(lèi)型和幾何形狀計(jì)算走線的特征阻抗。
一個(gè)簡(jiǎn)單的微帶示例：
注意： H，W和T是根據(jù)設(shè)計(jì)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(jì)算應(yīng)針對(duì)將攜帶極高頻率信號(hào)的軌跡進(jìn)行，以確定控制阻抗。然后，該阻抗可用于計(jì)算其他路徑的跟蹤參數(shù)。
無(wú)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?yàn)?/span>DFM規(guī)則和準(zhǔn)則以及材料的可用性會(huì)影響電路板的制造。
如果需要有關(guān)為高速設(shè)計(jì)計(jì)算PCB阻抗控制的更多信息，請(qǐng)與我們聯(lián)系。