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常见阻抗匹配信号及SI9000阻抗计算

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【阻抗基本概念及常见阻抗匹配信号】
特征阻抗:信号沿传输线传播时,信号看到的瞬间阻抗的值。特征阻抗与PCB导线所在的板层、PCB材质的介电常数Er、走线宽度、导线与参考平面的距离等因素有关,与走线长度无关。特征阻抗可以使用软件计算。
阻抗匹配:在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了,反之则在传输中有能量损失。在高速PCB设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量好坏,所以需要对高速信号走线进行阻抗匹配。
常见阻抗匹配信号:
50欧姆阻抗:WIFI射频信号,DDR2/DDR3地址线、控制线、命令线、DATA线等。
90欧姆阻抗:USB差分对。
100欧姆阻抗:DDR2/DDR3时钟差分对、DQS差分对、Ethernet收发差分对、HDMI差分对、SATA收发差分对、LVDS差分对、CSI/DSI差分对等。

【SI9000阻抗计算】
案例层叠为TOP-GND02-ART03-ART04-PWR05-BOTTOM,板厚1.6mm,介电常数Er为4.2,层叠具体信息如下图:

001.jpg
每层铜厚为1OZ,且表层覆盖有绿油。
TOP层与GND02层距离为3.2mil。
GND02层与ART03层距离为4mil。
ART03层与ART04层距离为38.18mil。
ART04层与PWR05层距离为4mil。
PWR05层与BOTTOM层距离为3.2mil。


50欧姆阻抗计算


TOP层/BOTTOM层走线:

002.jpg

ART03层/ART04层走线:

003.jpg

90欧姆阻抗计算
TOP层/BOTTOM层走线:

004.jpg

ART03层/ART04层走线:

005.jpg

100欧姆阻抗计算

TOP层/BOTTOM层走线:

006.jpg

ART03层/ART04层走线:

007.jpg
说明:
1、得到具体的层叠信息后,选择好阻抗计算模型后,填入已有的参数信息,通过软件即可算出阻抗值对应的线宽值。
2、常规进行阻抗控制,将其阻抗值的实际误差控制在+-10%之内即可。
3、W1为我们PCB设计中的线宽值,W2为铜皮蚀刻后走线的上面宽度值,常规W1-W2=1mil。

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