PCB阻抗如何来控制
随着 pcb 信号切换速度不断增长，当今的 pcb 设计厂商需要理解和控制 pcb 迹线的阻抗。相应于现代数字电路较短的信号传输时间和较高的时钟速率，pcb 迹线不再是简单的连接，而是传输线。
在实际情况中，需要在数字边际速度高于1ns或模拟频率超过300mhz时控制迹线阻抗。pcb 迹线的关键参数之一是其特性阻抗（即波沿信号传输线路传送时电压与电流的比值）。印制电路板上导线的特性阻抗是电路板设计的一个重要指标，特别是在高频电 路的pcb设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。这就涉及到两个概念：阻抗控制与阻抗匹配，本文重点讨论阻抗控制和叠层设计的问题。
阻抗控制 阻抗控制（eimpedance controling），线路板中的导体中会有各种信号的传递，为提高其传输速率而必须提高其频率，线路本身若因蚀刻，叠层厚度，导线宽度等不同因素，将会造成阻抗值得变化，使其信号失真。故在高速线路板上的导体，其阻抗值应控制在某一范围之内，称为“阻抗控制”。
pcb 迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定。影响pcb走线的阻抗的因素主要有： 铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。pcb 阻抗的范围是 25 至120 欧姆。
在实际情况下，pcb 传输线路通常由一个导线迹线、一个或多个参考层和绝缘材质组成。迹线和板层构成了控制阻抗。pcb 将常常采用多层结构，并且控制阻抗也可以采用各种方式来构建。但是，无论使用什么方式，阻抗值都将由其物理结构和绝缘材料的电子特性决定：
信号迹线的宽度和厚度
迹线两侧的内核或预填材质的高度
迹线和板层的配置
内核和预填材质的绝缘常数
pcb传输线主要有两种形式：微带线（microstrip）与带状线（stripline）。
微带线（microstrip）：
微带线是一根带状导线，指只有一边存在参考平面的传输线，顶部和侧边都曝置于空气中（也可上敷涂覆层），位于绝缘常数 er 线路板的表面之上，以电源或接地层为参考。如下图所示：
注意：在实际的pcb制造中，板厂通常会在pcb板的表面涂覆一层绿油，因此在实际的阻抗计算中，通常对于表面微带线采用下图所示的模型进行计算：
带状线（stripline）：
带状线是置于两个参考平面之间的带状导线，如下图所示，h1和h2代表的电介质的介电常数可以不同。
上述两个例子只是微带线和带状线的一个典型示范，具体的微带线和带状线有很多种，如覆膜微带线等，都是跟具体的pcb的叠层结构相关。
用于计算特性阻抗的等式需要复杂的数学计算，通常使用场求解方法，其中包括边界元素分析在内，因此使用专门的阻抗计算软件si9000，我们所需做的就是控制特性阻抗的参数：
绝缘层的介电常数er、走线宽度w1、w2（梯形）、走线厚度t和绝缘层厚度h。
对于w1、w2的说明：
计算值必须在红框范围内。其余情况类推。
下面利用si9000计算是否达到阻抗控制的要求：
首先计算ddr数据线的单端阻抗控制：
top层：铜厚为0.5oz，走线宽度为5mil，距参考平面的距离为3.8mil，介电常数为4.2。选择模型，代入参数，选择lossless calculation，如图所示：
coating表示涂覆层，如果没有涂覆层，就在thickness 中填0，dielectric（介电常数）填1（空气）。
substrate表示基板层，即电介质层，一般采用fr-4，厚度是通过阻抗计算软件计算得到，介电常数为4.2（频率小于1ghz时）。
点击weight（oz）项，可以设定铺铜的铜厚，铜厚决定了走线的厚度。
9、绝缘层的prepreg/core的概念：
pp（prepreg）是种介质材料，由玻璃纤维和环氧树脂组成，core其实也是pp类型介质，只不过他的两面都覆有铜箔，而pp没有，制作多层板时，通常将core和pp配合使用，core与core之间用pp粘合。
10、pcb叠层设计中的注意事项：
（1）、翘曲问题
pcb的叠层设计要保持对称，即各层的介质层厚、铺铜厚度上下对称，拿六层板来说，就是top-gnd与bottom-power的介质厚度和铜厚一致，gnd-l2与l3-power的介质厚度和铜厚一致。这样在层压的时候不会出现翘曲。
（2）、信号层应该和邻近的参考平面紧密耦合（即信号层和邻近敷铜层之间的介质厚度要很小）；电源敷铜和地敷铜应该紧密耦合。
（3）、在很高速的情况下，可以加入多余的地层来隔离信号层，但建议不要多家电源层来隔离，这样可能造成不必要的噪声干扰。
（4）、典型的叠层设计层分布如下表所示：
（5）、层的排布一般原则：
元件面下面（第二层）为地平面，提供器件屏蔽层以及为顶层布线提供参考平面；
所有信号层尽可能与地平面相邻；
尽量避免两信号层直接相邻；
主电源尽可能与其对应地相邻；
兼顾层压结构对称。
对于母板的层排布，现有母板很难控制平行长距离布线，对于板级工作频率在50mhz 以上的
（50mhz 以下的情况可参照，适当放宽），建议排布原则：
元件面、焊接面为完整的地平面（屏蔽）；
无相邻平行布线层；
所有信号层尽可能与地平面相邻；
关键信号与地层相邻，不跨分割区。
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pcb 迹线的阻抗将由其感应和电容性电感、电阻和电导系数确定。影响pcb走线的阻抗的因素主要有： 铜线的宽度、铜线的厚度、介质的介电常数、介质的厚度、焊盘的厚度、地线的路径、走线周边的走线等。pcb 阻抗的范围是 25 至120 欧姆。
在实际情况下，pcb 传输线路通常由一个导线迹线、一个或多个参考层和绝缘材质组成。迹线和板层构成了控制阻抗。pcb 将常常采用多层结构，并且控制阻抗也可以采用各种方式来构建。但是，无论使用什么方式，阻抗值都将由其物理结构和绝缘材料的电子特性决定：
信号迹线的宽度和厚度
迹线两侧的内核或预填材质的高度
迹线和板层的配置
内核和预填材质的绝缘常数
pcb传输线主要有两种形式：微带线（microstrip）与带状线（stripline）。
微带线（microstrip）：
微带线是一根带状导线，指只有一边存在参考平面的传输线，顶部和侧边都曝置于空气中（也可上敷涂覆层），位于绝缘常数 er 线路板的表面之上，以电源或接地层为参考。如下图所示：
注意：在实际的pcb制造中，板厂通常会在pcb板的表面涂覆一层绿油，因此在实际的阻抗计算中，通常对于表面微带线采用下图所示的模型进行计算：
带状线（stripline）：
带状线是置于两个参考平面之间的带状导线，如下图所示，h1和h2代表的电介质的介电常数可以不同。
上述两个例子只是微带线和带状线的一个典型示范，具体的微带线和带状线有很多种，如覆膜微带线等，都是跟具体的pcb的叠层结构相关。
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