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帶狀線阻抗計算器
帶狀線阻抗計算器
帶狀線比微帶線提供了一些優(yōu)勢，因為它們利用了來自附近接地層的自然屏蔽和耦合。盡管由于電介質(zhì)的完全限制，它們往往會經(jīng)歷更高的損耗，但由于PCB內(nèi)層中使用的高介電常數(shù)，它們可以更薄。帶狀線阻抗計算器可以幫助您確定在給定基板電介質(zhì)和厚度下達到目標阻抗所需的寬度。下面顯示的自由阻抗計算器可以幫助您確定達到目標阻抗所需的正確寬度。
如何使用帶狀線阻抗計算器
下面提供的帶狀線阻抗計算器可用于獲得帶狀線跡線阻抗的初始估計值。計算器設(shè)置為處理不對稱排列，其中走線不在PCB層堆棧的中心位置。所需的輸入是PCB基板介電常數(shù)的 Dk 值，以及PCB接地層之間的介電材料厚度。
與您可以在網(wǎng)上找到的許多其他計算器一樣，下面顯示的帶狀線阻抗計算器返回給定跡線幾何形狀的阻抗。它不會進行逆計算，因為這需要求解一個在實踐中沒有解析解的復(fù)雜數(shù)值方程。要使用下面的計算器，您必須輸入初始走線寬度、電介質(zhì)厚度、銅箔厚度和介電常數(shù)。輸入此信息后，調(diào)整走線寬度，直到阻抗達到目標值。
銅厚( T )
密耳
上電介質(zhì)厚度( H1 )
密耳
較低的介電厚度( H2 )
密耳
走線寬度( W )
密耳
介電常數(shù)
結(jié)果
窗體頂端
特性阻抗（歐姆）：
窗體底端
這個計算器工具包括計算帶狀線的無損阻抗所需的一切。可以使用此計算器應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)帶狀線的不對稱和對稱版本。該計算器產(chǎn)生的結(jié)果比IPC阻抗公式更準確，因為它實現(xiàn)了更準確的模型，而不是基于有限的數(shù)據(jù)集。相反，上面的計算器實現(xiàn)了帶狀線阻抗的 Wadell 方程，這可以在他的教科書傳輸線設(shè)計手冊中找到。
在線阻抗計算器的缺點
分析阻抗計算器是基于PCB疊層中實現(xiàn)的一組特定介電材料獲得跡線阻抗初始估計的出色工具。然而，當(dāng)我們看到高頻效應(yīng)開始占主導(dǎo)地位的更高級情況，或者當(dāng)整個PCB疊層中使用有損電介質(zhì)時，有必要考慮影響阻抗計算的其他效應(yīng)。分析阻抗計算器缺少一些更高級阻抗計算器應(yīng)用程序所需的重要信息。
色散 - PCB基板材料中的介電常數(shù)是頻率的函數(shù)，這意味著不同的頻率會經(jīng)歷不同的阻抗和損耗。這就是為什么計算器不會要求工作頻率值的原因；他們無法做任何事情來解釋他們模型中的分散性。
損耗角正切 -您可以在 Internet 上找到的阻抗計算器很少能解釋損耗。大多數(shù)應(yīng)用只是忽略了介電吸收、銅粗糙度和輻射造成的損失。
無蝕刻因子 -沿跡線長度的蝕刻輪廓將導(dǎo)致阻抗偏離其目標值，分析計算器將需要更復(fù)雜的模型來解釋蝕刻。
無傳播延遲 -傳播延遲取決于介電特性、PCB疊層中走線的位置以及附近是否存在接地。大多數(shù)阻抗計算器只會給出 IPC-2141 標準中的值，這是一個不正確的值。
阻焊層 -阻焊層材料會產(chǎn)生額外的損耗，它們會沿傳播方向修改傳播常數(shù)。在線阻抗計算器將忽略阻焊層，因為涂層跡線的分析模型包含許多復(fù)雜的方程。
使用帶有內(nèi)置字段求解器的層堆棧工具
為了克服典型帶狀線阻抗計算器應(yīng)用程序（如此處所示）的上述缺點，需要一些更高級的方法來確定阻抗。由于這些附加效應(yīng)包含在傳輸線模型中，因此得到的阻抗方程變得非常復(fù)雜。設(shè)計人員要么需要直接用數(shù)值程序求解麥克斯韋方程，要么必須通過加回集膚效應(yīng)/粗糙度阻抗來手動對無損模型進行校正。
Altium Designer 的PCB層堆棧管理器包括一個場求解器，可提供高度準確的帶狀線阻抗結(jié)果，包括完全不對稱的帶狀線配置。要訪問此實用程序，只需在PCB編輯器中打開您的疊層，然后單擊阻抗選項卡。一旦創(chuàng)建了阻抗計算，結(jié)果可以作為設(shè)計規(guī)則在PCB布局中強制執(zhí)行，以便在布線期間應(yīng)用所需的走線寬度。您需要開始的唯一信息是基板材料的介電常數(shù)（實際和復(fù)雜部分）。
Altium Designer 包括一個集成場求解器，可提供高精度的帶狀線阻抗計算。