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阻抗计算说明 给初学者的一直有很多人问我阻抗怎么计算的. 人家问多了,我想给大家整理 个材料,于己于人都是个方便.如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论 与指教! 在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义，传输线阻抗的由来以 及意义传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论) 如下图,其为平 行双导线的分布参数等效电路: 从此图可以推导出电报方程 取传输线上的电压电流的正弦形式 得 推出通解定义出特性阻抗 无耗线下r=0, g=0 得 注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义) = µ Z EH ε 特性阻抗与波阻抗之间关系可从 此关系式推出. Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传 播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现 象等等.在信号完整性领域里, 比如反射, 串扰, 电源平面切割等问题都可以归类为阻 抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来. 叠层(stackup) 的定义我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层 power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8) 因此要计算的阻抗 为L1,L4,L5,L8 外层走线L1 下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz( 盎司 )=28.3 g( 克) 在叠层里面是这么定义的,在一平方英 尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下 Oz/ft² 1/4 1/2 1 2 3 4 Copper Thickness Plating 0.36 0.7 1.4 2.8 4.2 5.6 (mil) 介电常数(DK) 的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺 寸的真空电容量Co 之比为介电常数： ε Cx/ Co=ε−ε Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料, 由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是 pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有. 传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通 常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个 参考地,而带状线有2 个参考地,如下图所示 微带线 对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层 都是带状线类型 在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者 60Ohm, 差分线阻抗要求是70~110Ohm, 厚度要求一般是1~2mm, 根据板厚要求来 分层得到各厚度高度. 在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求