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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
科學和數學的確基于精度，或為項目，動作和事件分配準確的可測量值的能力。即便如此，有些因素仍然存在，在分析，設計和構建物理系統時必須加以解決。猶豫不確定性原理是貫穿于大多數科學，數學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。而且我們仍在嘗試最終確定π的精確解。
使用史密斯圓圖計算PCB阻抗控制
在設計PCBA時，特別是在高速電路板設計中，確定很好阻抗值非常重要，因為它可以控制走線參數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。當設計師主要使用史密斯圓圖并且現在一直如此時，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，并能產生可接受的結果。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確又實用的PCB阻抗控制計算方法。
PCB阻抗計算方法
PCB設計中的信號傳播基本上是傳輸線設計，對嗎？那么，為什么這項任務如此艱巨呢？這個問題的答案直接說明了挑戰。如今，電路板已經變得復雜，小型和多功能。這意味著您經常面臨多種信號類型（例如，數字，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）的材料特性。
顯然，管理所有這些電路板參數會很快變得很麻煩。更不用說，其目標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，PCB阻抗控制也是需要確定方法的重要參數。為了簡化計算，幾乎必須進行假設，因為全面的封閉式解決方案過于復雜。再加上每種設計的獨特性，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設計軟件問世之前就已經存在。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關系。然后可以使用一系列數學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計參數，并且可以對其進行自動修改以執行各種模擬，從中可以選擇很好的制造設計。缺點是這種功能可能導致設計軟件非常昂貴。
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。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整即可制造。這些計算器大多數
上面列出的每種方法均可用于確定設計的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，應該在電路板布局的早期而不是在結束時進行阻抗控制。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（例如電介質高度）的影響納入其中。通過執行以下步驟，您將快速獲得合理準確的受控阻抗值。
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是根據設計的走線標準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。
無論采用哪種確定PCB阻抗控制的技術，建議您與CM一起使用，因為DFM規則和準則以及材料的可用性會影響電路板的制造。
如果需要有關為高速設計計算PCB阻抗控制的更多信息，請與我們聯系。