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技術(shù)專(zhuān)題
PCB布局最重要阻抗與電阻
設(shè)計(jì)電路板布局時(shí)，可以很容易地確定一個(gè)例程，在該例程中，某些參數(shù)比其他參數(shù)受到更多的重視。當(dāng)參數(shù)相互依賴(lài)或相互變化時(shí)，這甚至更常見(jiàn)。例如，電阻實(shí)際上是或可以用來(lái)表示電路中所有其他電氣參數(shù)。然而，在布局PCB時(shí)通常不考慮此重要參數(shù)。另一方面，源自電阻的阻抗是常見(jiàn)的設(shè)計(jì)因素。
讓我們通過(guò)研究如何使用阻抗來(lái)創(chuàng)建電路板布局以及電阻如何影響設(shè)計(jì)過(guò)程來(lái)探討這個(gè)問(wèn)題。這將使我們能夠比較阻抗與電阻，以確定哪個(gè)對(duì)布局PCB更重要。
阻抗如何用于PCB布局
PCB布局設(shè)計(jì)過(guò)程可以大致分為以下活動(dòng)：
主要的PCB布局任務(wù)
?材料選擇任務(wù)
?選擇圖層材質(zhì)
?定義層厚度
?選擇阻焊層類(lèi)型
? 布置任務(wù)
? 確定組件放置位置
? 確定鉆孔和通孔的位置
? 路由任務(wù)
? 設(shè)置痕量銅的重量
? 設(shè)置走線的長(zhǎng)度和寬度
? 定義跟蹤路徑
? 通過(guò)類(lèi)型定義
? 設(shè)計(jì)檢查
? DFM兼容性
?PDN 分析
? 熱分析
在上面列出的主要布局任務(wù)中，材料選擇和布線任務(wù)最依賴(lài)于阻抗參數(shù)。例如，通常的做法是定義一個(gè)固定的阻抗，該阻抗又定義一個(gè)介電常數(shù)，用于定義和選擇用于層堆疊的材料類(lèi)型，如下所示。
固定阻抗疊加
對(duì)于走線布線，阻抗也是主要因素。對(duì)于高速RF信號(hào)尤其如此，因?yàn)樽杩沟淖兓瘯?huì)引起信號(hào)完整性問(wèn)題。如噪音。因此，阻抗對(duì)于PCB布局設(shè)計(jì)確實(shí)很重要，但是電阻呢？
電阻對(duì)PCB布局的影響
在某些情況下，可以在不包括電阻或真實(shí)元素的情況下分析阻抗。例如，當(dāng)電抗大得多且電阻可忽略不計(jì)時(shí)。然而，實(shí)際上，電阻對(duì)所有電路都起作用，因?yàn)樗鼤?huì)影響電流水平。對(duì)于PCB設(shè)計(jì)，傳輸線或走線相對(duì)較短，而電阻率最低的銅是最常使用的材料。因此，實(shí)際功率損耗通常不是問(wèn)題。但是，由于磁場(chǎng)變化而引起的渦電流或I2R損耗是一個(gè)問(wèn)題。
對(duì)于電路板布局設(shè)計(jì)，執(zhí)行設(shè)計(jì)檢查時(shí)通常會(huì)考慮電阻。例如配電（PDN）和/或熱分析。這些分析通常是通過(guò)模擬電路板在所需輸入和環(huán)境條件（類(lèi)似于組裝好的PCB或PCBA部署的標(biāo)稱(chēng)條件）下的操作來(lái)完成的。與PDN模擬相反，熱分析的主要目標(biāo)是確定熱量如何沿表面和整個(gè)板分布。這對(duì)于確定什么散熱和/或分布很重要需要采用各種技術(shù)和設(shè)備來(lái)確保電路板的可制造性和操作性。熱分析和PDN可以分別執(zhí)行（例如，通過(guò)不同的軟件工具）或使用單個(gè)高級(jí)工具執(zhí)行；例如Cadence的攝氏溫度求解器。
電阻在功率分配和熱分析中的重要性是基于這樣的事實(shí)，即熱量的變化會(huì)顯著改變材料的性能。例如抵抗?，F(xiàn)在，我們知道阻抗和電阻對(duì)于PCB布局設(shè)計(jì)都很重要。但是，一個(gè)比另一個(gè)重要嗎？
阻抗與阻抗還是電路板布局的阻抗與阻抗？
如上所述，對(duì)于PCB布局設(shè)計(jì)而言，重要的是阻抗還是電阻，這不是問(wèn)題。顯然，兩者都很重要，如下表所示。
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阻抗與電阻對(duì)PCB布局的重要性 |
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PCB布局任務(wù) |
阻抗 |
抵抗性 |
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材料選擇 |
X |
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放置 |
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|
|
路由 |
X |
X |
|
設(shè)計(jì)檢查 |
|
X |
該表指出了哪些主要的PCB布局任務(wù)主要取決于阻抗和/或電阻。從這個(gè)角度來(lái)看，這些參數(shù)中的任何一個(gè)都不可以說(shuō)是比另一個(gè)重要。因此，為了獲得良好的PCB布局設(shè)計(jì)，您應(yīng)該在兩個(gè)有影響的地方都加以利用。