PCB阻抗控制为何如此重要?

或许你在各个厂商打PCB板的时候,会遇到询问你是否需要阻抗的的下单需求?

在当今的应用中,设计通常变得越来越快,控制布局参数比以往任何时候都更加重要。

在PCB设计和生产过程中,有几种方法可以进行阻抗控制。最常见的方法是用符号和特殊注释注释原理图内的信息,在布置PCB时纳入这些注释和设计规则,并通过绘图,以便您的 PCB 供应商了解它并可以适当地制造它.

阻抗控制的简短背景

为什么有必要?简单地说,具有给定能量和速度的信号将离开元件的输出引脚,穿过PCB走线,并在另一个元件的输入引脚处结束。

如果信号的能量没有被接收端完全吸收,一些剩余的能量可能会被反射回走线并返回输出引脚。这些反射可能会对真实信号造成干扰,并降低整体信号完整性。

对于非常短的走线,您可能不需要担心控制阻抗,但作为一般经验法则,任何长度超过信号波长 1/10 的走线都应包含某种受控阻抗。

另一个一般经验法则是在长度超过信号上升时间1/3的走线上加入受控阻抗。高速 USB、以太网、DDR 存储器和其他低压差分通信系统是需要阻抗控制的数据速率示例。

走线有几个需要考虑的特征:高度、宽度、长度、自身与其他铜特征之间的距离(包括包含受控阻抗的信号层下方或顶部的铜层)、介电常数、PCB 制造公差/限制等。在计算和设计受控阻抗时,所有这些都要考虑在内。大多数行业标准的 CAD 软件都具有阻抗控制和差分对功能集,可以为您计算这些内容(甚至可以显示预期信号完整性和任何潜在问题的仿真),但了解它们如何协同工作有助于更好地了解何时需要或不需要。

这是Altium Designer的屏幕截图(取自Altium TechDocs),该屏幕截图位于4层电路板上,该电路板包含一些简单的70欧姆阻抗驱动走线宽度。

如今,阻抗控制通常是在电路板厂使用建模软件完成的,并在生产时测试裸板上的阻抗,但知道如何在图纸中标出这些规格对 PCB 设计人员来说也很重要。

这通常可以通过在PCB图纸上标注一个注释和箭头,指向电路板上的走线(或一组走线),说明“7mil宽度和8mil空间的1层和8层需要90欧姆的差分阻抗”,以及层叠图例及其对铜厚度和电介质的要求。如果有阻抗需求,请登录捷配官网进行询问!

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