带状線(xiàn)阻抗计算器

2022-04-15

带状線(xiàn)阻抗计算器

带状線(xiàn)比微带線(xiàn)提供了一些优势，因為(wèi)它们利用(yòng)了来自附近接地层的自然屏蔽和耦合。尽管由于電(diàn)介质的完全限制，它们往往会经历更高的损耗，但由于PCB内层中使用(yòng)的高介電(diàn)常数，它们可(kě)以更薄。带状線(xiàn)阻抗计算器可(kě)以帮助您确定在给定基板電(diàn)介质和厚度下达到目标阻抗所需的宽度。下面显示的自由阻抗计算器可(kě)以帮助您确定达到目标阻抗所需的正确宽度。

如何使用(yòng)带状線(xiàn)阻抗计算器

下面提供的带状線(xiàn)阻抗计算器可(kě)用(yòng)于获得带状線(xiàn)迹線(xiàn)阻抗的初始估计值。计算器设置為(wèi)处理(lǐ)不对称排列，其中走線(xiàn)不在PCB层堆栈的中心位置。所需的输入是PCB基板介電(diàn)常数的 Dk 值，以及PCB接地层之间的介電(diàn)材料厚度。

与您可(kě)以在网上找到的许多(duō)其他(tā)计算器一样，下面显示的带状線(xiàn)阻抗计算器返回给定迹線(xiàn)几何形状的阻抗。它不会进行逆计算，因為(wèi)这需要求解一个在实践中没有(yǒu)解析解的复杂数值方程。要使用(yòng)下面的计算器，您必须输入初始走線(xiàn)宽度、電(diàn)介质厚度、铜箔厚度和介電(diàn)常数。输入此信息后，调整走線(xiàn)宽度，直到阻抗达到目标值。

铜厚( T )

 密耳

 

上電(diàn)介质厚度( H1 )

 密耳

 

较低的介電(diàn)厚度( H2 )

 密耳

 

走線(xiàn)宽度( W )

 密耳

 

介電(diàn)常数

 

结果

窗體(tǐ)顶端

特性阻抗（欧姆）：

窗體(tǐ)底端

这个计算器工具包括计算带状線(xiàn)的无损阻抗所需的一切。可(kě)以使用(yòng)此计算器应用(yòng)程序实现带状線(xiàn)的不对称和对称版本。该计算器产生的结果比IPC阻抗公式更准确，因為(wèi)它实现了更准确的模型，而不是基于有(yǒu)限的数据集。相反，上面的计算器实现了带状線(xiàn)阻抗的 Wadell 方程，这可(kě)以在他(tā)的教科(kē)书传输線(xiàn)设计手册中找到。

在線(xiàn)阻抗计算器的缺点

分(fēn)析阻抗计算器是基于PCB叠层中实现的一组特定介電(diàn)材料获得迹線(xiàn)阻抗初始估计的出色工具。然而，当我们看到高频效应开始占主导地位的更高级情况，或者当整个PCB叠层中使用(yòng)有(yǒu)损電(diàn)介质时，有(yǒu)必要考虑影响阻抗计算的其他(tā)效应。分(fēn)析阻抗计算器缺少一些更高级阻抗计算器应用(yòng)程序所需的重要信息。

色散 - PCB基板材料中的介電(diàn)常数是频率的函数，这意味着不同的频率会经历不同的阻抗和损耗。这就是為(wèi)什么计算器不会要求工作频率值的原因；他(tā)们无法做任何事情来解释他(tā)们模型中的分(fēn)散性。

损耗角正切 -您可(kě)以在 Internet 上找到的阻抗计算器很(hěn)少能(néng)解释损耗。大多(duō)数应用(yòng)只是忽略了介電(diàn)吸收、铜粗糙度和辐射造成的损失。

无蚀刻因子 -沿迹線(xiàn)長(cháng)度的蚀刻轮廓将导致阻抗偏离其目标值，分(fēn)析计算器将需要更复杂的模型来解释蚀刻。

无传播延迟 -传播延迟取决于介電(diàn)特性、PCB叠层中走線(xiàn)的位置以及附近是否存在接地。大多(duō)数阻抗计算器只会给出 IPC-2141 标准中的值，这是一个不正确的值。

阻焊层 -阻焊层材料会产生额外的损耗，它们会沿传播方向修改传播常数。在線(xiàn)阻抗计算器将忽略阻焊层，因為(wèi)涂层迹線(xiàn)的分(fēn)析模型包含许多(duō)复杂的方程。

使用(yòng)带有(yǒu)内置字段求解器的层堆栈工具

為(wèi)了克服典型带状線(xiàn)阻抗计算器应用(yòng)程序（如此处所示）的上述缺点，需要一些更高级的方法来确定阻抗。由于这些附加效应包含在传输線(xiàn)模型中，因此得到的阻抗方程变得非常复杂。设计人员要么需要直接用(yòng)数值程序求解麦克斯韦方程，要么必须通过加回集肤效应/粗糙度阻抗来手动对无损模型进行校正。

Altium Designer 的PCB层堆栈管理(lǐ)器包括一个场求解器，可(kě)提供高度准确的带状線(xiàn)阻抗结果，包括完全不对称的带状線(xiàn)配置。要访问此实用(yòng)程序，只需在PCB编辑器中打开您的叠层，然后单击阻抗选项卡。一旦创建了阻抗计算，结果可(kě)以作為(wèi)设计规则在PCB布局中强制执行，以便在布線(xiàn)期间应用(yòng)所需的走線(xiàn)宽度。您需要开始的唯一信息是基板材料的介電(diàn)常数（实际和复杂部分(fēn)）。

Altium Designer 包括一个集成场求解器，可(kě)提供高精度的带状線(xiàn)阻抗计算。