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1、精品 料推荐1、概要在进行 PCB SI 的设计时，理解特性阻抗是非常重要的。这次，我们对特性阻抗进行基础说明之外，还说明 Allegro 的阻抗计算原理以及各参数和阻抗的关系。2、什么是特性阻抗？2.1 、传送线路的电路特性在高频率 (MHz) 信号中，把传送回路作为电路。2.1.1 、电阻 R电阻 R 是指普通的导线带有的欧姆电阻。R = ? L / S (S:横截面面积 m2 ， L:导体长m ， :金属（铜）的电阻率 *m)。在高频频域范围内的话，根据表面效果和集合效果的影响，集中在导体表面电流流动，会使上面公式中的阻值变得更大。2.1.2 、电容 C电容 C 是指积蓄在导体间电荷的量
2、。C = （S / d ）F （ :介电常数， S: 导体的横截面积，d:导体间的距离 )2.1.3 、电感 L电流流动的导线必定有磁通量发生，根据这个产生的自感。L=0.002S2.3lg(2s/w+t)+0.5 HS:导线长度 (cm)W: 导线宽度 (cm)t:导线厚度 (cm)2.1.4 、电导 G物体传导电流的本领叫做电导。对导体间的介电特性的反抗成分，表示容易电流的程度。G = 1 / R2.2 、阻抗和特性阻抗的不同？阻抗表示电路部分对交变电信号流通产生的阻力，是传输线上输入电压对输入电流的比率值Z = V(x)/ I(x)特性阻抗特征阻抗是指信号沿传输线传播时，信号看到的瞬间阻
3、抗的值。简单地讲， 无限长传输线上各处的电压与电流的比值定义为传输线的特性阻抗。 Z0 = ( (R + j L) / (G + j C)(L / C)(R L， GCross-section1、设定层结构和材料物质。2、Width 栏输入线宽的话，在Impedance 栏会计算出特性阻抗。(Impedance 输入目标阻抗的话，则会计算线宽。 )1、勾选 Differential Mode2、设定层结构和材料物质。3、Coupling Type 设定结合类型。（NONE: 不耦合， EDGE: 同层耦合， BROADSIDE:邻接层耦合 )4、因为设定线宽的话，确定差分阻抗或者spacing
4、 任何一个，选择 Spacing 单击 OK 按钮，差分阻抗被计算。2精品 料推荐(如果想指定差分阻抗的，设定DiffZ0 ，调节线宽和spacing 。 ) 参考 1 层结构计算过阻抗之后，可以通过PCB Editor菜单的 File Export Techfile技术文件进行保存，再利用。根据这个，可以通过程序库管理本公司阻抗设计的经验技术。3.2 、在 Electrical Constraints中计算阻抗PCB Editor菜单的 Setup Constraint单击 Electrical constraint sets按钮，选择DiffPairValuetab ，并且单击Calcul
5、ator按钮。能用上述方法计算差动阻抗时，层结构Layout Cross Section是已经设定，不能修改的。3.3 、在 View Trace Model Parameters中计算阻抗SigXplorer 菜单的 Edit Add Part ， Model Type Filter 选择 Interconnect ，选择想使用的传送线路模型，界面配置。3精品 料推荐1、以 SigXplorer画面的参数界面，设定层构成和材料属性，线宽和线距。2、以 SigXplorer画面的参数界面，在对象模型的地方进行单击右键，选择View TraceParameters 。3、 在 View Trac
6、e Model Parameters界面内， Field Solution Results内 Field solver cutofffrequency设定 10GHz ， Matrix 设定 Impedance ，特性阻抗以矩阵形式被表示。(如果想使之表示差分阻抗的情况，Matrix 设定 Diff Impedance。 ) 参考 2 如果在范围内设定了分步或复数的价值，View Trace Model Parameters的 ParameterValues 会以列表的方式列出所有的数据。 参考 3 Field Solution Results栏，能表示以下的结果。 Capacitance D
7、ie. Conductance Inductance Linear Resistance Modal Velocity Admittance Impedance Diff Impedance Near-End Coupling Modal Delay在 Capacitance/ Die. Conductance/ Inductance/ Linear Resistance中，能够设定频率。4、各参数和特性阻抗Z0 的关系本项，使用在3.3 View Trace Model Parameters的阻抗计算介绍的功能，确认各参数和特性阻抗Z0 的关系。4.1 、计算单线的特性阻抗 Z0 和把跟各参
8、数的关系如下图，研究只变化一个参数的时候，特性阻抗 Z0 的变化。4精品 料推荐4.1.1 、用图表表示在线宽W 和让特性阻抗Z0 的关系线宽 W 在 0.13 0.23mm范围内， 以 0.01mm间隔变化了11 点的时候， 特性阻抗Z0 的变化。从这个图表可以看出，线宽 W 变大，特性阻抗变小。线宽 W 变大的话，导体与参考面之间的电容 C 和导体的电感 L 也变大，不过，对特性阻抗 Z0 的影响是因为电容 C 变大。默认的电容 C 和电感 L 的价值。电容 C =110.2pF, 电感 L=286nH 4.1.2 、用图表表示介电质的厚度D1 和特性阻抗Z0 的关系介电质厚度D1 在 0
9、.05 0.15mm 范围内，以0.01mm间隔使之变化了11 点的时候，特性阻抗 Z0 的变化。从这个图表可以看出，介电质厚度 D1 变大，特性阻抗 Z0 变大。因为参考面与导体的距离变大，导体和参考面间的电容 C 变小。5精品 料推荐4.1.3 、用图表表示让导线的厚度T 和跟特性阻抗Z0 的关系导线的厚度T 在 0.03 0.04mm范围内，以0.001mm间隔变化了11 点的时候，特性阻抗Z0 的变化。从这个图表可以看出，导线的厚度T 变大，特性阻抗Z0 一点点变小。 导线的厚度T 变大的话，与导体间的电容 C 和导体的电感 L 也变大， 不过， 对特性阻抗 Z0 的影响因为是电容 C
10、 变大。4.1.4 、用图表表示跟介电常数1和特性阻抗Z0 的关系介电常数1在 3.5 4.5 范围内，以0.1 间隔变化了11 点的时候，特性阻抗Z0 的变化。从这个图表可以看出，介电常数1变大，特性阻抗Z0 变小。因为介电常数1变大，导体和参考面间的电容C 变大。4.1.5 、用图表表示介电常数2和特性阻抗Z0 的关系介电常数2在 1 5 范围内，以0.5 间隔变化了11 点的时候，特性阻抗Z0 的变化。6精品 料推荐从这个图表可以看出，介电常数2变大，特性阻抗Z0 变小。因为介电常数2变大，导体和参考面间的电容C 变大。4.2 、差分阻抗和各参数的关系下图作为标准的层构成的时候，计算只做
11、一个参数变化的时候，差分阻抗的变化。4.2.1 、线间距S 和差动阻抗Zdiff 的关系线间距 S 在 0.12 0.22mm 范围内，以0.01mm间隔变化了11 点的时候，差分阻抗Zdiff的变化。从这个图表可以，线间距 S 变大，差分阻抗 Zdiff 变大。因为线间距 S 变大，差分线路间的电容 C 变小。7精品 料推荐4.2.2 、导线的厚度T 和跟差分阻抗Zdiff 的关系导线的厚度 T 在 0.03 0.04mm 范围内，以 0.001mm 间隔变化了 11 点的时候，差分阻抗 Zdiff 的变化。从这个图表可以看出，导线的厚度T 变大，差分阻抗Zdiff 变小。导线的厚度T 变大，导体与参考面间和差分线路间的电容C 及导体的电感L 也变大， 对差分阻抗Zdiff 的影响是因为是导体和参考面间和差分线路间的电容 C 变大。同时，与单线比的话，差分线路间产生的电容，也使差分阻抗 Zdiff 也变大。4.2.3 、介电常数2和差分阻抗Zdiff 的关系介电常数2在 1 5 范围内，以0.5 间隔使之变化了11 点的时候，差分阻抗Zdiff 的变化。从这个图表可以看出，介电常数2变大，差分阻抗Zdiff 变小。因为介电常数2变大，导体与参考面间和差分线路间的电容C 变大。同时，与单线比的话，差分线路间上产生的电容，也使差分阻抗Zdiff 变大8