如何在布線(xiàn)過(guò)程中確保 PCB 阻抗控制

2021-07-06

如何在布線(xiàn)過(guò)程中確保 PCB 阻抗控制

高速信號和高頻信號都有一個(gè)共同點(diǎn)：需要在低損耗、低色散互連上進(jìn)行阻抗控制布線(xiàn)。如果設計工具中沒(méi)有正確的布線(xiàn)工具集和集成阻抗計算器，就很難實(shí)現 PCB 阻抗控制。大多數阻抗計算器使用的基本方程不能準確表示 PCB 基板上的實(shí)際走線(xiàn)，也不能正確描述信號傳播。

與其將電路板的功能置于不合標準的 PCB 設計特性上，不如讓您獲得一套最佳的高速設計實(shí)用程序。最好的 PCB 設計軟件包括一個(gè)準確的 PCB 阻抗計算器，它考慮了真實(shí) PCB 基板的材料特性。這些工具還應與您的其余原理圖和 PCB 布局功能集成，以幫助您布線(xiàn)高質(zhì)量的電路板。借助集成的軟件包，您可以確保 PCB 阻抗控制并保持高效。

一個(gè)統一的 PCB 設計應用程序，為專(zhuān)業(yè)設計師提供全套受控阻抗布線(xiàn)功能。

所有高速電路板和射頻電路板都需要極其精確的布線(xiàn)，以確保電路板中的信號能夠到達目的地。高速/RF 設計人員應該知道，設計正確的阻抗對于電路板至關(guān)重要。所有承載高速信號的互連都必須具有正確的走線(xiàn)阻抗，以確保將功率傳輸到負載組件時(shí)不會(huì )產(chǎn)生強反射。

在布局下一個(gè) PCB 設計之前，請檢查是否需要受控阻抗以及如何計算它。您可以手動(dòng)計算 PCB 阻抗，但最簡(jiǎn)單的計算方法是使用最好的 PCB 布線(xiàn)工具來(lái)創(chuàng )建布局。要真正了解 PCB 布線(xiàn)功能適合受控阻抗環(huán)境的哪些位置，有助于了解阻抗的計算方式以及大多數 PCB 阻抗控制計算器無(wú)法執行的操作。

PCB 走線(xiàn)阻抗計算

只要知道介電常數和走線(xiàn)幾何形狀，就有幾種計算電路板走線(xiàn)阻抗的方法：

使用 IPC-2141 公式計算微帶線(xiàn)或帶狀線(xiàn)阻抗

使用 Waddel 的傳輸線(xiàn)方程

使用可以解決色散和銅粗糙度的場(chǎng)解算器

大多數走線(xiàn)阻抗計算器基于 IPC-2141 方法，眾所周知，該方法對于當今現代高速/高頻 PCB 設計來(lái)說(shuō)是不準確的。Waddel 方程被廣泛認為是計算阻抗最準確的分析工具，但它們很難用于 PCB 阻抗控制。這是因為需要一個(gè)數值算法來(lái)求解這些方程，以確定達到阻抗目標所需的最佳 PCB 走線(xiàn)寬度。

您的 PCB 設計工具應該包括能夠自動(dòng)計算達到阻抗目標所需的走線(xiàn)寬度的功能，而不是這些方法。

在阻抗計算中包括色散和損耗

真正的 PCB 層壓板具有一些需要包含在阻抗計算中的損耗、銅粗糙度和色散。當您可以使用帶有集成場(chǎng)求解器進(jìn)行阻抗計算的 PCB 設計工具時(shí)，可以輕松考慮損耗和色散。使用 Altium Designer 中的設計工具，您無(wú)需使用復雜的模型或方程即可輕松計算所需的阻抗，并且您可以開(kāi)始布線(xiàn)電路板以符合您的阻抗曲線(xiàn)。

所有損耗源都應包含在您的 PCB 阻抗計算中，以確保精確的阻抗控制。

最好的 PCB 阻抗控制計算器可以考慮層壓材料中的色散，從而在很寬的頻率范圍內提供高精度的阻抗計算。

Altium Designer 的層堆棧管理器包括確保受控阻抗布線(xiàn)所需的阻抗計算工具。

高速 PCB 設計和布線(xiàn)從創(chuàng )建實(shí)現阻抗控制的 PCB 疊層開(kāi)始。

精確的阻抗控制路由

計算出阻抗控制所需的 PCB 走線(xiàn)寬度后，您的布線(xiàn)工具需要在 PCB 布局中自動(dòng)應用該寬度。大多數設計工具都強迫您手動(dòng)完成此操作，因此難以保證準確性。創(chuàng )建阻抗控制互連的最快方法是使用具有規則驅動(dòng)設計引擎的最佳布線(xiàn)工具集，以確保滿(mǎn)足阻抗目標。

Altium Designer 中的規則驅動(dòng)設計引擎正是這樣做的，而其他阻抗計算器無(wú)法將計算結果直接傳遞給您的布線(xiàn)工具。當您的高速布線(xiàn)功能可以自動(dòng)獲取您的 PCB 設計數據并將阻抗目標作為設計規則應用時(shí)，受控阻抗布線(xiàn)會(huì )更加容易和準確。

使用 Altium Designer 保證 PCB 阻抗控制

不要冒險并使用給出錯誤結果的計算器，而是使用 Altium Designer 中最好的阻抗控制布線(xiàn)工具集。Altium Designer 高速 PCB 設計的強大功能來(lái)自其集成接口，其中 PCB 布線(xiàn)工具直接從集成場(chǎng)解算器獲取數據，并使用它來(lái)設置您的受控阻抗值作為設計規則。使用這種類(lèi)型的應用程序，您可以在創(chuàng )建布局時(shí)輕松確保 PCB 阻抗控制。

當您使用 Altium Designer 的集成阻抗計算器和交互式布線(xiàn)工具時(shí)，將阻抗限制設置為設計規則很容易。

Altium Designer 的布線(xiàn)工具可讓您應用長(cháng)度匹配結構，如蛇形布線(xiàn)和折返布線(xiàn)。

您還需要考慮其他一些重要的高速布線(xiàn)約束，Altium Designer 可以幫助您滿(mǎn)足所有這些以及更多。

Altium Designer 的規則驅動(dòng)設計環(huán)境讓您可以將阻抗曲線(xiàn)應用到您的高速互連中。

您的軟件如何使用 PCB 阻抗控制計算

當您在單個(gè)程序中擁有一組最佳的布線(xiàn)和布局功能時(shí)，您的受控阻抗設計就不會(huì )很困難。創(chuàng )建高質(zhì)量的 PCB 布局始于正確的設計引擎，以幫助您保持高效。

Altium Designer 中規則驅動(dòng)的設計引擎將控制阻抗布線(xiàn)和布局所需的每個(gè)設計工具統一到一個(gè)應用程序中。Altium Designer 的真正優(yōu)勢在于其規則驅動(dòng)的設計引擎，它在創(chuàng )建時(shí)根據基本和高級設計規則檢查您的布局。這有助于確保高精度和符合設計要求。

可控阻抗設計所需的一切

當您需要創(chuàng )建高質(zhì)量的 PCB 布局時(shí)，不要滿(mǎn)足于將來(lái)自不同供應商的多種工具拼湊在一起的設計平臺。您可以在 Altium Designer 的統一環(huán)境中找到設計、布局、組件采購和制造所需的一切。您可以在 Altium Designer 中保持高效并確保超精確的阻抗控制布線(xiàn)。

Altium Designer 包含在單個(gè)應用程序中設計簡(jiǎn)單電路板和高級高速 PCB 所需的一切。

Simberian 的集成場(chǎng)解算器直接與 Altium Designer 中的層堆棧管理器接口，為設計人員提供了一個(gè)用于精確阻抗計算的集成工具。

當您準備好與其他 PCB 設計師或制造商共享您的項目時(shí)，Altium 365 可讓您通過(guò) Altium Designer 或網(wǎng)絡(luò )即時(shí)共享您的電路板設計和生產(chǎn)數據。

PCB阻抗控制應該不難。不用嘗試外部計算器，而是使用 Altium Designer 中完整的疊層設計、阻抗計算和交互式布線(xiàn)功能。當您使用 Altium Designer 時(shí)，您可以在設計高頻系統和準備制造時(shí)保持高效。