PCB的阻抗控制与前端仿真(SI9000的应用)

PCB的阻抗控制与前端仿真(SI9000的应用) PCB的阻抗控制与前端仿真，SI9000的用,应应应 2010-01-28 / 4:44 PM PCB传传传传介, 着 随PCB 信切传速度不增传～今的 号断当PCB 传传商需要理解和控制 厂PCB 迹传的阻抗。相传于传代字传路传短的信传传传传和传高的传传速率～数号PCB 迹传不再是传传的传接～而是传传传。 在传传情中～需要在字传传速度高于况数1ns 或模传传率超传300MHz传控制迹传阻抗。PCB 迹传的传传参数即号与之一是其特性阻抗;波沿信传传传路传送传传传传流的比传,。 印制传路板上传传的特性阻抗是传路板传传的一重要指传～特传是在高传传路的个PCB传传中～必传考传传传的特性阻抗和器件或信所要求的特性阻抗是否一致～是否匹配。传就涉及到念,号两个概阻抗控制与阻抗匹配～本文重点传传阻抗控制和传传传的传传。叠 阻抗控制 阻抗控制(Impedance Controlling)～传路板中的传中有各传信的传传～传提高其传传速率而必传提体会号 高其传率～传路本身若因传刻～传厚度～传传传度等不同因素～造成阻抗传得传化～使其信失。故叠将会号真 在高速传路板上的传～其阻抗传传控制在某一范传之～传“阻抗控制”。体内称 PCB 迹传的阻抗由其感传和传容性传感、传阻和传传系定。影将数确响PCB走传的阻抗的因素主要有: 传传的传度、传传的厚度、介传的介传常、介传的厚度、传传的厚度、地传的路、走传周传的走传等。数径PCB 阻抗的范传是 25 至120 姆。欧 在传传情下～况PCB 传传传路通常由一传传迹传、一或多考传和传传材传传成。迹传和板传成了控制个个个参构 阻抗。PCB 常常采用多传传～且控制阻抗也可以采用各传方式建。但是～无传使用什传方式将构并来构～阻抗传都由其物理传和传传材料的传子特性定,将构决 •信迹传的传度和厚度 号 •迹传传的核或传材传的高度 两内填 •迹传和板传的配置 •内填数核和传材传的传传常 PCB传传传主要有传形式,微传传;两Microstrip,传传传;与状Stripline,。微传传;Microstrip,, 微传传是一根传传传～指只有一传存在考平面的传传传～传部和传传都曝置于空中;也可上敷覆传,状参气涂～位于传传常 数Er 传路板的表面之上～以传源或接地传传考。如下传所示,参 注意,在传传的PCB制造中～板通常在厂会PCB板的表面覆一传传油～因此在传传的阻抗传算中～通常涂 传于表面微传传采用下传所示的模型传行传算, 传传;状Stripline,, 传传是置于考平面之传的传传传～如下传所示～状两个参状H1和H2代表的传介传的介传常可以不同。数 上述例子只是微传传和传传的一典型示范～具的微传传和传传有多传～如覆膜微传传等～都两个状个体状很 是具的跟体PCB的传传传相传。叠构 用于传算特性阻抗的等式需要传传的传算～通常使用传求解 方法 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 ～其中包括传界元素分析在～数学内 因此使用传传的阻抗传算传件SI9000～我传所需做的就是控制特性阻抗的,参数 传传传的介传常数Er、走传传度W1、W2;梯形,、走传厚度T和传传传厚度H。传于W1、W2的传明, 此传的W=W1～W1=W2. 规规:W1=W-A W — 规规规规 A — Etch loss (规上表) 走传上下传度不一致的原因是,PCB板制造传程中是上到下而腐传～因此腐传出的传呈梯形。从来 走传厚度T传传的传厚有传传传系～具如下,与体 传厚-- COPPER THICKNESS Base copper thk For inner layer For outer layer H OZ 0.6mil 1.8mil 1 OZ 1.2MIL 2.5MIL 2 OZ 2.4MIL 3.6MIL 传油厚度, *因传油厚度传阻抗影传小～故假定传定传响0.5mil。 我传可以通传控制传到阻抗控制的目的～下面以几个参数来达安传的底板PCB传例传明阻抗控制的步传和SI9000的使用, 底板PCB的传传下传所示,叠 第二传传地平面～第五传传传源平面～其余各传传信传。号 各传的传厚如下表所示, Layer NameTypeMaterialThinknessClass SURFACEAIR TOPCONDUCTORCOPPER0.5 OZROUTING DIELECTRICFR-43.800MIL L2-INNERCONDUCTORCOPPER1 OZPLANE DIELECTRICFR-45.910MIL L3-INNERCONDUCTORCOPPER1 OZROUTING DIELECTRICFR-433.O8MIL L4-INNERCONDUCTORCOPPER1 OZROUTING DIELECTRICFR-45.910MIL L5-INNERCONDUCTORCOPPER1 OZPLANE DIELECTRICFR-43.800MIL BOTTOMCONDUCTORCOPPER0.5 OZROUTING SURFACEAIR 传明,中传各传传的传介传传FR-4～其介传常传数4.2～传传和底传传裸传～直接空接～空的介传常传与气触气数1。需要传行阻抗控制的信传,号 DDR的据传～传端阻抗传数50姆～走传传传欧TOP和L2、L3传～走传传度传5mil。传传信号CLK和USB据传～差分阻抗控制在数100姆～走传传传欧L2、L3传～走传传度传6mil～走传传距传6mil。 传于传算精度的传明: 1、传于传端阻抗控制～传算传等于客传要求传～ 2、传于其他特性阻抗控制, 传于其所有的阻抗传传它(包括差传和特性阻抗) *传算传与名传传差传传小于的阻抗范传的10%, 例如,客传要求,60+/-10%ohm 阻抗范传=上限66-下限54=12ohms 阻抗范传的10%=12X10%=1.2ohms 传算传必传在传范传。其余情传框内况推。 下面利用SI9000传算是否到阻抗控制的要求,达 首先传算DDR据传的传端阻抗控制,数 TOP传,传厚传0.5OZ～走传传度传5MIL～距参离考平面的距传3.8MIL～介传常传数4.2。传传模型～代入参数～传传lossless calculation,如传所示, 传算得到传端阻抗传Zo=55.08ohm～要求相差与5姆。根据板的欧厂将反传～他传走传传度改传6MIL以到达阻抗控制～传传传传～在传度W2=6MIL,W1=7MIL的情下～传算得到的传端阻抗传况Zo=50.56姆～欧符合传传要求。 L2传,在L2传的走传模型如下传所示, 代入参数传行传算得到如下传所示, 传算得到传端阻抗传Zo=50.59姆～欧符合传传要求。 同理可以得到L3传的传端阻抗～在此不再传述。 下面传算差分阻抗控制, 由PCB传传可知～底板PCB中传传走传在L3传～USB据传在数L2传～走传传度均传6MIL,传距传6MIL。 传传信传传的模型如下所示,号 按照提供传板的据传算得到的传厂数果如下传所示, 根据板的厂反传～差分阻抗只能做到85姆～传算传欧与果接近;他传可以微传板传厚度～但不能传传,。但是改传传传距传12MIL传～传算得到的差分阻抗传92.97欧将姆～再传传传传5MIL传～差分阻抗传98.99姆～欧基本符合传传要求。 传传小传 1、差分走传在中传信传走传传～差分阻抗的控制比传当号困传～因传精度不传～就是传改传介传传厚度传差分阻抗的影不响响当大～只有改传走传的传距才传差分阻抗影传大。但是走传在传传或底传传～差分阻抗就比传好控制～很达容易到传传要求～通传传传传算传传～重要的信传号号最好走表传～容易传行阻抗控制～尤其是传传信差分传。 2、在PCB传传之前～首先必传通传阻抗传算～把PCB的传传传传定叠参数确～如各传的传厚～介传传的厚度等等～传有差分走传的传度和传距都需要事先传算得出～传些就是PCB的前端～仿真号保传重要的信传的阻抗控制传足传传要求。 3、传于介传常数Er的传传, 以我传使用最多的FR-4介传的材料板传例,传传多传板是芯板和传合传脂传堆叠而成～其芯板本身也是由半固化片传合而成。常用的三传半固化片技传指传如下表1 所示。 半固化片传合的介传常不是传传的算传平数构状均～甚至在成微传传和传传传的Er传也有所不同。一方面另～FR-4的Er也信传率的传化有一定随号改传～不传在1GHz 以下一般传传FR-4 材料的Er 传传4.2。通常传算传采用4.2。 4、在传传的阻抗控制中～一般采用介传传FR-4～其Er传4.2～传厚度条t传阻抗影传小～传传主要可以传响整的是H和W～W(传传传传)一般情下是由传传况决人传定的～但在传传传传充分考传传传传阻抗的配合性和传传加工精度。当然～采用传小的W 传后传厚度条t 的影就不容响忽传了。H(介传传厚度)传阻抗控制的影响最大～传传H 有传情,一传是两况芯板～材料供传商所提供的板材中H的厚度也是由以上三传半固化片传合而成～但其在传合的传程中必然会条考传三传材料的特性～而传非无件的任意传合～因此板材的厚度就有了一定的传定～形成了一相传的传～同传个清H 也有了一定的限制。如0.17mm 1/1的芯板传 2116 ×1～0.4mm 1/1的芯板传1080×2+7628×1等。一传是多传板中传另与合部分的厚度,其方法基本上前相同但需注意传传的传失。如传传传用内填内很半固化片传行充～因在制作传的传程中传箔被传刻掉的部分少～传半固化片中传脂传传的区填很号充亦少～传半固化片的厚度传失可忽略。反之～如信传之传用半固化片传行 填会很估内充～由于传箔被传刻掉的部分传多～传半固化片的厚度传失大且传以传。因此～有人建传在传的信号减来传要求传传以少厚度传失。;上述传料源于,P C B 高速字传传中的阻抗控制;数研西南传子传信技传究所 传传,, 5、特征阻抗传传传的传度是成与反比的,传度越传～阻抗越低,反之传阻抗更高。 6、在有些板的传传要求中传板传厚度有限制传～此传要到比传达叠从好的阻抗控制～采用好的传传传非常传传。传传的传算中可以得出以下传传, a. 每个号参信传都要有考平面相传, 能保传其阻抗和信传号量; b. 每个传源传都要有完整的地平面相传, 使得传源的性能得以传好的保传; 7、传于差分走传的传传和传距传阻抗控制的传传, 通传传件传算传传～改传差分传的传距传阻抗控制的影传响另个耦大～但是传里涉及到一传传～就是差分传的合传传。差分传耦合的主要目的是增强传外界的抗干传能力和抑止EMI。耦耦合分传传合方式( 差分传传传即距小于或等于传传) 和松合耦方式。 如果能保传周传所有的走传差分传传传;比如传传离大于3 倍的传传,～那传差分走传可以不用保传传密的耦合～最传传的是保传走传传度相等可。;可以传即参Johnson 的信号网完整性站上的传于差分走传的传述～他就要求他的layout 工程 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 传差分传得传传～传传可以方面传传,。只是目将离数前大多多传高速的PCB 板走传空传传很密～根本无法差分走传和其走传将它离来隔传～所以传传耦候保持传密的传合以增加抗干传能力是传传的。传耦条耦合不是差分走传的必要件～但是在空传不传传走传采用传合方式能传增强差分走传的抗干传能力。因此～传于差分传的阻抗控制传传～传传传各需要传怎个参数合考传上述因素～传传传传。一般情下不传况易传整差分传的传距和传传。 延伸,差分传走传的PCB要求 ;1,定走传模式、及阻抗传算。差分传走传分确参数内状外传微传传差分模式和传传传差分模式传传～通传两合理传置～阻抗可参数利用相传阻抗传算传件(如POLAR-SI9000)传算也可利用阻抗传算公式传算。;2,走平行等距传。定走传传传及传确两距～在走传传要传格按照传算出的传传和传距～传传距要一直保持不传～也就是要保持平行。平行的方式有传, 一传传传走在同一传传两两条(side-by-side)～一传传传走在上另两条下相传两(over-under)。一般量避免尽即号使用后者传传差分信～因传在PCB板的传传加工传程中～由于传叠之传的传传传准精度大大低于同传传刻精度～以及传传传程中的介传流失～不能保传差分传的传距等于传传介传厚度～会尽内造成传传差分传的差分阻抗传化。困此建传量使用同传的差分。 ;3,.传耦合原传。 在传算传传和传距传最好遵守传耦当两条号离很合的原传～也就是差分传传传距小于或等于传传。差分信传距近传～传流传传方向相反～其磁传相互抵消～传传相互合耦～传磁传射也要小得多。 ;4,.走短传、直传。 传确号尽减数保信的传量～差分传走传传传可能地短而直～少布传中的传孔～避免差分传布传太传～出传太多的拐弯弯尽～拐传传量用45?或弧传～避免90?拐弯。 ;5,.不同差分传传传传理。 差分传传走传方式的传传有没状参限制～微传传和传传均可～但是必传注意要有良好的考平面。传不同差分传之传的传距要求传隔不能太小～至少传大于3,5倍差分传传距。必要传在不同差分传传之传加地孔隔离以防止相互传的串传。 ;6,.传其信。离它号 传差分传信和其信比如号它号TTL信～号最好使用不同的走传传～如果因传传传限制必传使用同一传走传～差分传和TTL的距离传传足传传～至少传传大于3~5倍差分传传距。 ;7,.差分信不可以号跨平面分割。 尽两号径会断号会参管根差分信互传回流路～跨分割不割信的回流～但是跨分割部分的传传传因传缺少考平面而传致阻抗的不传传(如传箭传传所示～其中GND1、GND2传LVDS相传的地平面)。8、PADS LAYOUT中传定传传传各的解传传明,卡个参数 coating表示覆传～如涂没涂果有覆传～就在thickness 中填0,dielectric;介传常,数填1;空,。气substrate表示基板传～传介传传～一即般采用FR-4～厚度是通传阻抗传算传件传算得到～介传常传数4.2;传率小于1GHz传,。 点传Weight(oz)传～可以传定传传的传厚～传厚定了走传的厚度。决 9、传传传的Prepreg/Core的念,概 PP;prepreg,是传介传材料～由玻氧璃传传和传传脂传成～core其传也是PP传型介传～只不传他的面都覆有两传箔～而PP有～制没将作多传板传～通常CORE和PP配合使用～CORE与CORE之传用PP粘合。10、PCB传传传中的注意叠事传, (1)、传曲传传 PCB的传传传要叠称即称来保持传～各传的介传传厚、传传厚度上下传～拿六传板传～就是TOP-GND与BOTTOM-POWER的介传厚度和传厚一致～GND-L2与L3-POWER的介传厚度和传厚一致。传传在传传的传候不出传传会曲。 ;2,、信传传传和传号参耦即号很近的考平面传密合;信传和传近敷传传之传的介传厚度要小,～传源敷传和地敷传传传传密合耦。 ;3,、在高速的情下～可以很况来离号来离加入多余的地传隔信传～但建传不要多家传源传隔～传传可能造成不必要的噪声干传。 ;4,、典型的传传传传分叠布如下表所示, ;5,、传的排布一般原传, 元件面下面;第二传,传地平面～提供器件屏参蔽传以及传传传布传提供考平面～ 所有信传可号尽与能传地平面相传～ 尽两号量避免信传直接相传～ 主传源可尽与能其传传地相传～ 兼传传传传传传。 构称 传于母板的传排布～传有母板传控制平行传很离距布传～传于板传工作传率在50MHZ 以上的 ;50MHZ 以下的情可况参当照～适放传,～建传排布原传, 元件面、传接面传完整的地平面;屏蔽,～ 无相传平行布传传～ 所有信传可号尽与能传地平面相传～ 传传信地传相传～不号与区跨分割。