如何在布线过程中确保 PCB 阻抗控制

2021-07-06

如何在布线过程中确保 PCB 阻抗控制

高速信号和高频信号都有一个共同点：需要在低损耗、低色散互连上进行阻抗控制布线。如果设计工具中没有正确的布线工具集和集成阻抗计算器，就很难实现 PCB 阻抗控制。大多数阻抗计算器使用的基本方程不能准确表示 PCB 基板上的实际走线，也不能正确描述信号传播。

与其将电路板的功能置于不合标准的 PCB 设计特性上，不如让您获得一套最佳的高速设计实用程序。最好的 PCB 设计软件包括一个准确的 PCB 阻抗计算器，它考虑了真实 PCB 基板的材料特性。这些工具还应与您的其余原理图和 PCB 布局功能集成，以帮助您布线高质量的电路板。借助集成的软件包，您可以确保 PCB 阻抗控制并保持高效。

一个统一的 PCB 设计应用程序，为专业设计师提供全套受控阻抗布线功能。

所有高速电路板和射频电路板都需要极其精确的布线，以确保电路板中的信号能够到达目的地。高速/RF 设计人员应该知道，设计正确的阻抗对于电路板至关重要。所有承载高速信号的互连都必须具有正确的走线阻抗，以确保将功率传输到负载组件时不会产生强反射。

在布局下一个 PCB 设计之前，请检查是否需要受控阻抗以及如何计算它。您可以手动计算 PCB 阻抗，但最简单的计算方法是使用最好的 PCB 布线工具来创建布局。要真正了解 PCB 布线功能适合受控阻抗环境的哪些位置，有助于了解阻抗的计算方式以及大多数 PCB 阻抗控制计算器无法执行的操作。

PCB 走线阻抗计算

只要知道介电常数和走线几何形状，就有几种计算电路板走线阻抗的方法：

使用 IPC-2141 公式计算微带线或带状线阻抗

使用 Waddel 的传输线方程

使用可以解决色散和铜粗糙度的场解算器

大多数走线阻抗计算器基于 IPC-2141 方法，众所周知，该方法对于当今现代高速/高频 PCB 设计来说是不准确的。Waddel 方程被广泛认为是计算阻抗最准确的分析工具，但它们很难用于 PCB 阻抗控制。这是因为需要一个数值算法来求解这些方程，以确定达到阻抗目标所需的最佳 PCB 走线宽度。

您的 PCB 设计工具应该包括能够自动计算达到阻抗目标所需的走线宽度的功能，而不是这些方法。

在阻抗计算中包括色散和损耗

真正的 PCB 层压板具有一些需要包含在阻抗计算中的损耗、铜粗糙度和色散。当您可以使用带有集成场求解器进行阻抗计算的 PCB 设计工具时，可以轻松考虑损耗和色散。使用 Altium Designer 中的设计工具，您无需使用复杂的模型或方程即可轻松计算所需的阻抗，并且您可以开始布线电路板以符合您的阻抗曲线。

所有损耗源都应包含在您的 PCB 阻抗计算中，以确保精确的阻抗控制。

最好的 PCB 阻抗控制计算器可以考虑层压材料中的色散，从而在很宽的频率范围内提供高精度的阻抗计算。

Altium Designer 的层堆栈管理器包括确保受控阻抗布线所需的阻抗计算工具。

高速 PCB 设计和布线从创建实现阻抗控制的 PCB 叠层开始。

精确的阻抗控制路由

计算出阻抗控制所需的 PCB 走线宽度后，您的布线工具需要在 PCB 布局中自动应用该宽度。大多数设计工具都强迫您手动完成此操作，因此难以保证准确性。创建阻抗控制互连的最快方法是使用具有规则驱动设计引擎的最佳布线工具集，以确保满足阻抗目标。

Altium Designer 中的规则驱动设计引擎正是这样做的，而其他阻抗计算器无法将计算结果直接传递给您的布线工具。当您的高速布线功能可以自动获取您的 PCB 设计数据并将阻抗目标作为设计规则应用时，受控阻抗布线会更加容易和准确。

使用 Altium Designer 保证 PCB 阻抗控制

不要冒险并使用给出错误结果的计算器，而是使用 Altium Designer 中最好的阻抗控制布线工具集。Altium Designer 高速 PCB 设计的强大功能来自其集成接口，其中 PCB 布线工具直接从集成场解算器获取数据，并使用它来设置您的受控阻抗值作为设计规则。使用这种类型的应用程序，您可以在创建布局时轻松确保 PCB 阻抗控制。

当您使用 Altium Designer 的集成阻抗计算器和交互式布线工具时，将阻抗限制设置为设计规则很容易。

Altium Designer 的布线工具可让您应用长度匹配结构，如蛇形布线和折返布线。

您还需要考虑其他一些重要的高速布线约束，Altium Designer 可以帮助您满足所有这些以及更多。

Altium Designer 的规则驱动设计环境让您可以将阻抗曲线应用到您的高速互连中。

您的软件如何使用 PCB 阻抗控制计算

当您在单个程序中拥有一组最佳的布线和布局功能时，您的受控阻抗设计就不会很困难。创建高质量的 PCB 布局始于正确的设计引擎，以帮助您保持高效。

Altium Designer 中规则驱动的设计引擎将控制阻抗布线和布局所需的每个设计工具统一到一个应用程序中。Altium Designer 的真正优势在于其规则驱动的设计引擎，它在创建时根据基本和高级设计规则检查您的布局。这有助于确保高精度和符合设计要求。

可控阻抗设计所需的一切

当您需要创建高质量的 PCB 布局时，不要满足于将来自不同供应商的多种工具拼凑在一起的设计平台。您可以在 Altium Designer 的统一环境中找到设计、布局、组件采购和制造所需的一切。您可以在 Altium Designer 中保持高效并确保超精确的阻抗控制布线。

Altium Designer 包含在单个应用程序中设计简单电路板和高级高速 PCB 所需的一切。

Simberian 的集成场解算器直接与 Altium Designer 中的层堆栈管理器接口，为设计人员提供了一个用于精确阻抗计算的集成工具。

当您准备好与其他 PCB 设计师或制造商共享您的项目时，Altium 365 可让您通过 Altium Designer 或网络即时共享您的电路板设计和生产数据。

PCB阻抗控制应该不难。不用尝试外部计算器，而是使用 Altium Designer 中完整的叠层设计、阻抗计算和交互式布线功能。当您使用 Altium Designer 时，您可以在设计高频系统和准备制造时保持高效。