常见的差分(动)阻抗计算模型

最新推荐文章于 2025-06-25 10:24:00 发布
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文章标签： 阻抗 差分
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差分线阻抗模型类同于单端线，最大的区别在于，差分线阻抗模型
多了一个参数S1，即差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)。

1. Edge-coupled Surface Microstrip 1B
适用范围:
外层无阻焊(阻焊前)差分阻抗计算。
这个模型比下面包含阻焊的模型更常用。
由于在外层，其线路层铜厚则为基板铜厚+电镀铜厚(使用Core时)；
或当表层使用单独铜箔时，则为成品铜箔厚度。
参数说明:
H1:线路层到较近参考层VCC/GND间距离
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚+电镀铜厚
Er1:介质层介电常数

2.Edge-coupled Coated Microstrip  1B
适用范围:
外层阻焊差分阻抗计算。
由于在外层，其线路层铜厚则为基板铜厚+电镀铜厚(使用Core时)；
或当表层使用单独铜箔时，则为成品铜箔厚度。
参数说明:
H1:线路层到较近参考层VCC/GND间距离
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚+电镀铜厚
Er1:介质层介电常数
CEr1:阻焊介电常数
C1:基材阻焊厚度
C2:线面阻焊厚度(后加工)
C3:差分阻抗线间阻焊厚度
3.Edge-coupled Embedded Microstrip 1B1A

适用范围:
与外层相邻的第二个线路层阻抗计算，例如一个6层板，L1、L2
均为线路层，L3为参考层(GND/VCC)，那么L2层的阻抗计算
使用此方式。
另外由于在内层，其线路层铜厚则为基板铜厚(Core)，而非表
层微带线的基板铜厚+电镀铜厚，这一点要注意。
参数说明:
H1:外层到参考层VCC/GND间的介质厚度
H2:外层到第二个线路层的介质厚度+第二个线路层铜厚
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚
Er1:介质层介电常数(线路层到相邻参考层间介质常数)
Er2:介质层介电常数(外层到第二个线路层间介质常数)

4.Edge-coupled Offset stripline 1B1A 

适用范围:
        Edge-coupled Offset stripling--差分非对称带状线 1B1A。
夹在两个GND(或VCC)之间的线路层的阻抗计算，即一个线路层，
它的上下两层均为参考层，那么这个线路层的阻抗计算适用此
模型。注意这个为带状线。
另外由于在内层，其线路层铜厚则为基板铜厚(Core)，而非表
层微带线的基板铜厚+电镀铜厚，这一点要注意。
参数说明:
H1:线路层到较近参考层VCC/GND间距离(注意不同于上面的介质厚度)
H2:线路层到较远参考层VCC/GND间间距(注意不同于上面的介质厚度)
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚
Er1:介质层介电常数(线路层到较近参考层间介质常数)
Er2:介质层介电常数(线路层到较远参考层间介质常数)

 5. Edge-coupled Offset stripline 1B2A
适用范围:
 两个参考层(VCC/GND)夹两个线路层的阻抗计算，例如一个6层板，
L2、L5层为VCC/GND，线路层L3、L4的阻抗计算。
使用此方式。
另外由于在内层，其线路层铜厚则为基板铜厚(Core)，而非表
层微带线的基板铜厚+电镀铜厚，这一点要注意。
参数说明:
H1:线路层1到较近参考层VCC/GND间距离
H2:线路层1到线路层2间距+线路层1和线路层2铜厚
H3:线路层2到较远参考层VCC/GND间距离
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚
Er1:介质层介电常数(线路层1到较近参考层间介质常数)
Er2:介质层介电常数(线路层1到线路层2间介质常数)
        Er3:介质层介电常数(线路层2到较远参考层间介质常数)

6.Edge-coupled Offset stripline 1B1A2R

适用范围:
 两个参考层(VCC/GND)夹两个线路层的阻抗计算，例如一个6层板，
L2、L5层为VCC/GND，线路层L3、L4的阻抗计算。
使用此方式。
另外由于在内层，其线路层铜厚则为基板铜厚(Core)，而非表
层微带线的基板铜厚+电镀铜厚，这一点要注意。
参数说明:
H1:线路层1到较近参考层VCC/GND间距离
H2:线路层1到线路层2间距+线路层1和线路层2铜厚
H3:线路层2到较远参考层VCC/GND间距离
W2:阻抗线上线宽
W1:阻抗线下线宽
S1 :差分阻抗线之间的距离(注意是线中心点之间的距离)
T1: 阻抗线铜厚=基板铜厚
Er1:介质层介电常数(线路层1到较近参考层间介质常数)
Er2:介质层介电常数(线路层1到线路层2间介质常数)
        Er3:介质层介电常数(线路层2到较远参考层间介质常数)
        REr:差分阻抗线间填充树脂的介电常数

7.Edge-coupled Coated Microstrip 2B和Edge-coupled Offset Stripline 2B2A
7.1 Edge-coupled Coated Microstrip:  
例如一个4层板，L1层需要做阻抗控制，L2层为线路层，
L3层为VCC/GND。

7.2 Edge-coupled Offset Stripline 2B2A:
比如一个8层板，L4需要做阻抗控制，L2、L6层为参考层VCC/GND，
L3、L5为线路层。

差分信号，差分对和耦合（二）——差分阻抗计算、差分对中的回流分布
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pcb差分阻抗设计计算
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差分阻抗是高速pcb布线中的一个很重要的概念，对差分阻抗计算的掌握，无疑会增加高速pcb布线的成功率
差分阻抗定义
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Just when you thought you had mastered Zo, the characteristic impedance of a PCB trace, along comes a data sheet that tells you to design for a specific differential impedance. And to make things tougher, it says things like: “… since the coupling of two traces can lower the effective impedance, use 50 Ohm design rules to achieve a differential impedance of approximately 80 Ohms!” Is that confusing or what!! This article shows you what differential impedance is. But more than that, it discusses why it is, and shows you how to make the correct calculations. Single Trace: Figure 1(a) illustrates a typical, individual trace. It has a characteristic impedance, Zo, and carries a current, i. The voltage along it, at any point, is (from Ohm’s law) V = Zo*i. General case, trace pair: Figure 1(b) illustrates a pair of traces. Trace 1 has a characteristic impedance Z11, which corresponds to Zo, above, and current i1. Trace 2 is similarly defined. As we bring Trace 2 closer to Trace 1, current from Trace 2 begins to couple into Trace 1 with a proportionality constant, k. Similarly, Trace 1’s current, i1, begins to couple into Trace 2 with the same proportionality constant. The voltage on each trace, at any point, again from Ohm’s law, is: V1 = Z11 * i1 + Z11 * k * i2 Eqs. 1 V2 = Z22 * i2 + Z22 * k * i1 Now let’s define Z12 = k*Z11 and Z21 = k*Z22. Then, Eqs. 1 can be written as: V1 = Z11 * i1 + Z12 * i2 Eqs. 2 V2 = Z21 * i1 + Z22 * i2 This is the familiar pair of simultaneous equations we often see in texts. The equations can be generalized into an arbitrary number of traces, and they can be expressed in a matrix form that is familiar to many of you. Special case, differential pair: Figure 1(c) illustrates a differential pair of traces. Repeating Equations 1: V1 = Z11 * i1 + Z11 * k * i2 Eqs. 1 V2 = Z22 * i2 + Z22 * k * i1 Now, note that in a carefully designed and balanced situation, Z11 = Z22 = Zo, and i2 = -i1 This leads (with a little manipulation) to: V1 = Zo * i1 * (1-k)
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