先設計好層疊結構，然后再根據層疊結構通過SI9000軟件來計算達到阻抗匹配所需要的線寬和線距。在PCB設計過程中，高速信號線、差分信號線都需要控制阻抗，一般情況下，單端控制50ohm，差分控制100ohm，USB的差分信號控制90ohm
一、阻抗相關知識
1、基礎知識
阻抗，全稱“特性阻抗”“特征阻抗”，不是直流電阻，是一個復數，是一個長線傳輸中的概念，盡管單位是ohm。
在高頻范圍內，信號傳輸過程中，信號沿到達的地方，信號線和參考平面（電源
或地平面）間由于電場的建立，會產生一個瞬間電流，如果傳輸線是各向同性的，
那么只要信號在傳輸，就始終存在一個電流 I，而如果信號的輸出電平為 V，在
信號傳輸過程中，傳輸線就會等效成一個電阻，大小為 V/I，把這個等效的電阻
稱為傳輸線的特性阻抗 Z。
信號在傳輸的過程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發生變化，信號就會在阻抗不連續的結點產生反射。–所以一定要考慮阻抗的連續性
影響特性阻抗的因素有：介電常數、介質厚度、線寬、線距（只有在差分情況線才會影響，而單端時候并不會影響走線阻抗）、銅箔厚度
2、控制阻抗的目的
信號傳輸速度提高、高頻電路的應用
如果走線上阻抗不連續，會導致信號出現發射的情況，導致信號完整度下降，增大傳輸損耗。
設計PCB過程中，一定要匹配好阻抗，保證走線上阻抗連續，信號保持完整（意思是：信號要有完整的參考平面，而不是跨分割）
當信號速度達到幾百兆或GHz時候，必須要進行阻抗匹配
阻抗匹配的目的主要在于傳輸線上所有高頻的微波信號皆能到達負載點，不會有信號反射回源點。
3、計算阻抗所需要的條件
板厚、層數—設計的層疊結構
基板材料（一般采用的是Fr4的板材）
表面工藝
所需要達到的阻抗值
阻抗公差（一般允許）
銅厚
4、影響阻抗的因素
介電常數、介質厚度、銅厚、線寬、線距（只有在差分情況線才會影響，而單端時候并不會影響走線阻抗）、阻焊厚度（一般取的是綠釉的厚度，加上之后阻抗會偏小一點，但影響不是很大）
一般，介質厚度、線距越大阻抗值越大；介電常數、銅厚、線寬、阻焊厚
度越大阻抗值越小。
二、層壓計算
1、常見走線模型：
微帶線（單端、差分）

帶狀線

2、參數含義

一般取，下線寬W1=W+0.5mil，上線寬W2=W-0.5mil
3、阻抗計算常用參數
常用FR4半固化片參數（半固化片 PP片 pre-pregnant）

芯板參數

注意：多種固化片的介電常數取算術平均值；
板厚根據具體實測值，而不是表格
層疊厚度以及層間介質層厚度根據實際測量值以及線路分布律來計算，而不是表格
4、6層板層壓實際厚度計算方法
層壓板厚=內外層的銅厚+PP 片的厚度+芯板的厚度
（1）銅厚

上表一般由工廠提供（0.5盎司oz-18um；1盎司-35um；1.5盎司-70um）
（2）PP片厚度

單面填膠

雙面填膠

5、6層板層壓實際厚度計算實例

注意：1mm=39.37mil
PCB 的敷銅厚度常常用盎司做單位，它與英寸和毫米的轉換關系如下：
1 盎司（oz） = 0.0014 英寸 = 0.0356 毫米（mm）
2 盎司（oz） = 0.0028 英寸 = 0.0712 毫米（mm）
盎司是重量單位，之所以可以轉化為毫米是因為PCB的敷銅厚度是盎司/平方英寸"

三、阻抗計算

3.1 表層單端50ohm走線
模型選擇

對應層疊結構（L1層）

H1=4.23mil
Er1=3.95
W=6.5mil
W1=7mil
W2=6mil
T1=2.2mil

計算出電阻為52.08ohm
根據表層阻抗公式
表層阻抗=52.08ohm*0.9+3.2=50.072om
介質厚度、線距越大阻抗值越大；介電常數、銅厚、線寬、阻焊厚度越大阻抗值越小。
3.2內層單端50ohm走線
模型選擇

對應層疊結構（L3層）

H1=4.59mil
Er1=3.65
H2=20.08mil
Er2=4.1
W=5.5mil
W1=6mil
W2=5mil
T1=1.25mil

計算出電阻為50.12ohm
根據內層阻抗公式 就為50.12ohm
3.3表層差分100ohm走線
模型選擇

層疊結構（L1層）

H1=4.23mil
Er1=3.95
W=4.5mil
W1=5mil
W2=4mil
S1=7.3mil
T1=2.2mil

計算出電阻為107.69ohm
根據表層阻抗公式
表層阻抗=107.69ohm*0.9+3.2=100.121ohm
3.4內層差分100ohm走線
模型選擇

層疊結構（L3層）

H1=4.59mil
Er1=3.65
H2=20.08mil
Er2=4.1
W=3.5mil
W1=4mil
W2=3mil
S1=6.5mil
T1=1.25mil

計算出電阻為100.48ohm
根據內層阻抗公式 就為100.48ohm
3.5表層單端75ohm走線，隔層參考內層走線
有時天線的設置要做粗一點，如果參考第二層走線大概1個mil、2個mil比較細，為了抗干擾走粗一點，就必須把介質厚度加大， 而介質厚度越大阻抗越大，為保證阻抗匹配，則需要通過增大線寬來減小阻抗實現匹配
模型選擇

對應層疊結構

H1=20.08mil
Er1=4.1
H2=4.23mil
Er2=3.95
W=17.9mil
W1=18.4mil
W2=17.4mil
T1=2.2mil

計算出電阻為79.79ohm
根據表層阻抗公式
表層阻抗=79.79ohm*0.9+3.2=75.011ohm
3.6表層單端50ohm共面阻抗
關于共面阻抗：
http://m.elecfans.com/article/803161.html
http://www.360doc.com/content/18/0825/02/53001919_781002454.shtml
微帶線和共面波導很相似，唯一的區別是在傳輸信號的主線周圍是否存在“地”；
共面波導嚴格上說也是一種傳輸線，它與微帶線有著非常相似的結構，而且因為共面波導傳輸線比微帶線周圍多了“地”，所以說共面波導的抗干擾能力更好；
PCB設計好走線后，周圍鋪銅變成共面波導，阻抗特性會不同，對于共面波導來說，參數D1（微帶線與旁邊屏蔽線的距離）對阻抗影響很大。
參考層越厚，層間耦合越小，阻抗越大，為實現阻抗匹配，通過增大線寬來實現，但如果參考層很厚，需要阻抗匹配的走線線寬很寬是不合理的，這時可以設計共面阻抗來滿足“參考層厚，又要實現阻抗匹配”的情況；
簡單來說：在PCB板的介質參數即板厚相同的情況下，相同線寬的共面波導的特性阻抗小于微帶線的特性阻抗；相反，相同阻抗的共面波導的線寬要遠遠小于微帶線的線寬
在進行射頻PCB 設計時，當要傳輸的信號使用微帶傳輸線時，如果使用多層板，此時布50 Ω 微帶線的話，可以在頂層(top) 布射頻線(傳輸線) ，然后把第二層定義成完整的地平面，這樣頂層和第二層之間的介質厚度可以人為控制，做到很薄，而頂層的線不用很寬就可以滿足50 Ω 的特性阻抗( 在其他相同的情況下，布線越寬，特性阻抗越小) 。
但是，如果使用的是雙層板，情況就不一樣了。在雙層板情況下，為了保證電路板的強度，要選取較厚的電路板材( 至少不小于0.8 mm) ，這時，介質厚度H 通常就會很大。此時，如果還使用微帶線來實現50 Ω 的特性阻抗，那么頂層的走線必須很寬。通常，在射頻微波頻段，這個線寬是很難被接受的，因為此時各種元件的引腳都是很小的，另外如果電路板大小再有限制的話，走線具體實現起來更不容易。
模型選擇

對應層疊結構

H1=4.23mil
Er1=3.95
W=6.1mil
W1=6.6mil
W2=5.6mil
D1=8mil
T1=2.2mil

計算出電阻為52.02ohm
根據表層阻抗公式
表層阻抗=52.02ohm*0.9+3.2=50.018ohn
3.7表層差分100ohm共面波導
模型選擇

對應層疊結構

H1=4.23mil
Er1=3.95
W=4.5mil
W1=5mil
W2=4mil
S1=7.3mil
D1=8mil
T1=2.2mil

計算出電阻為108.15ohm
根據表層阻抗公式
表層阻抗=108.15ohm*0.9+3.2=100.535ohm

總結

以上是生活随笔為你收集整理的Polar SI9000-PCB阻抗计算的全部內容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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