pcb阻抗控制，pcb阻抗计算公式？

投稿用户 • 2023年4月18日 pm7:09 • PCB服务 • 阅读 2911

PCB阻抗控制，即在PCB设计中通过特定的设计方式，控制碳化物板上的阻抗参数达到理想的数值范围。这对于高速信号传输来说至关重要，而对于大多数嵌入式电路设计，实现合适的阻抗参数是至关重要的。

PCB阻抗计算公式是设计师在PCB布线过程中计算出理论阻抗的值。虽然可以借助于电磁仿真工具来计算板的实际阻抗，但是最常用的方法还是基于静态PCB设计的理论计算公式。

1. 关键因素

在阻抗控制方面，确保PCB板堆不会产生意想不到的变化至关重要。如果您已经确定了PCB分层，那么您需要做的是计算每个层的阻抗，看看它们是否满足所需的标准。设计师需要确定每个层次中的每个组件的位置，以针对所需的阻抗实现最佳摆放。

这种位置选择方法基于PCB板电磁模拟和阻抗计算结果。某些层和方向可能会对阻抗产生更大的影响。例如，在两层的东西中，GND层可能会对阻抗起到很大作用，而可能需要调整其他层的位置来满足必要的阻抗值。

高阻抗值也可以是由布局宽度和距离调节而来的。这是阻抗控制的最简单方式，适用于相似层之间的成功。同时，在18毫米以上的宽度区域中，阻抗的变化幅度比窄带宽度范围更小。

2. 计算阻抗的公式

PCB阻抗计算的公式总体而言，使用传输线模型，即一个混合动态LCR环来计算差分PCB传输线的阻抗值。

下面是差分PCB传输线的标准阻抗计算公式。

$Z_D = Zo * [COSH(h/W) + 1]/[SINH(h/W)]$

其中：

Z_D 是差分阻抗（欧姆）；

Zo是设计所需的标准差分阻抗（欧姆），在高速信号传输中，通常为50Ω；

h是PCB板的高度；

W是PCB板传输线宽度。

对于PCB板上的单端传输线，设计师可以使用以下公式来计算传输线上的阻抗值。

$Z_0 = 60/SQRT(E) * LN[(4*h)/W + 1.2*W/h]$

其中：

Z_0是单端传输线的阻抗（欧姆）；

E是 PCB材料相对介电常数；

h是PCB板的高度，通常为1.6毫米；

W是电气宽度（接地和开口）。

当然，还有一些修正公式可以帮助设计师更准确地计算不同宽度和高度的单端和差分PCB传输线。

3. 结论

控制PCB板堆中的阻抗值是实现稳定高速信号传输所必需的关键步骤之一。了解如何进行PCB阻抗计算，确定哪些元素对阻抗起作用，对设计师来说是非常必要的。

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