PCB线路板阻抗值控制

      随着 PCB 信号切换速度不断增长，当今的PCB设计厂商需要理解和控制PCB迹线的阻抗。相应于现代数字电路较短的信号传输时间和较高的时钟速率，PCB 迹线不再是简单的连接，而是传输线。在实际情况中，需要在数字边际速度高于1ns或模拟频率超过300Mhz时控制迹线阻抗。PCB 迹线的关键参数之一是其特性阻抗(即波沿信号传输线路传送时电压与电流的比值)。印制电路板上导线的特性阻抗是电路板设计的一个重要指标，特别是在高频电 路的PCB设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。这就涉及到两个概念:阻抗控制与阻抗匹配，本文重点讨论阻抗控制和叠层设计的问题。

　　阻抗控制(eImpedance Controling)，线路板中的导体中会有各种信号的传递，为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本身若因蚀刻，叠层厚度，导线宽度等不同因素，将会造成阻抗值得变化，使其信号失真。故在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为“阻抗控制”。

　　PCB 迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定。影响PCB走线的阻抗的因素主要有:铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。PCB 阻抗的范围是25 至120 欧姆。

　　在实际情况下，PCB 传输线路通常由一个导线迹线、一个或多个参考层和绝缘材质组成。迹线和板层构成了控制阻抗。PCB将常常采用多层结

　　构，并且控制阻抗也可以采用各种方式来构建。但是，无论使用什么方式，阻抗值都将由其物理结构和绝缘材料的电子特性决定:信号迹线的宽度和厚度;迹线两侧的内核或预填材质的高度:迹线和板层的配置;内核和预填材质的绝缘常数。PCB传输线主要有两种形式:微带线(Microstrip)与带状线(Stripline)。微带线(Microstrip):微带线是一根带状导线，指只有一边存在参考平面的传输线，顶部和侧边都曝置于空气中(也可上敷涂覆层)，位于绝缘常数 Er 线路板的表面之上，以电源或接地层为参考。

　　在实际的PCB制造中，板厂通常会在PCB板的表面涂覆一层阻焊油，因此在实际的阻抗计算中，微带线和带状线有很多种，如覆膜微带线等，都是跟具体的PCB的叠层结构相关。用于计算特性阻抗的等式需要复杂的数学计算，通常使用场求解方法，其中包括边界元素分析在内，因此使用专门的阻抗计算软件SI9000，我们所需做的就是控制特性阻抗的参数