pcb阻抗板‘特性阻抗;基础知识
pcb测试阻抗标准
pcb测试阻抗标准PCB测试阻抗标准是确保PCB板性能和质量的重要环节之一，其目的是确保PCB板上信号的传输质量和稳定性。
本文将详细说明PCB 测试阻抗标准的各个方面，包括阻抗的基本概念、测试方法、标准规范以及实际应用等。
一、阻抗的基本概念阻抗是指电路或元件对电流的阻力，它由电阻、电感和电容组成。
在PCB板上，信号传输是通过铜箔走线进行的，而这些铜箔走线可以等效为一系列的电阻、电感和电容元件。
因此，PCB板的阻抗是衡量信号传输质量和稳定性的重要指标。
二、阻抗测试方法1．传输线法：传输线法是一种常用的阻抗测试方法，它通过在PCB板上测量传输线的电学特性来计算阻抗。
具体来说，传输线法通过测量传输线的长度、宽度和厚度等参数，以及传输线的距离地面的高度等参数，来计算阻抗。
2．反射法：反射法是一种通过测量信号反射程度来测试阻抗的方法。
该方法通过在PCB板上的信号线上发送信号，并测量反射信号的幅度和相位来计算阻抗。
3．探针法：探针法是一种通过使用探针直接接触PCB板上的信号线来测试阻抗的方法。
该方法使用高精度的探针和测量仪器，可以快速、准确地测试阻抗。
三、阻抗标准规范不同的行业和应用领域有不同的阻抗标准规范。
在PCB设计中，通常采用IPC-2552标准规范，该规范将PCB板的阻抗分为5个等级，分别是：1．25 ohm（低阻抗）：主要用于低频信号传输，如电源电压和接地线等。
2．50 ohm（标准阻抗）：主要用于数字信号和高速模拟信号传输。
3．60 ohm（较高阻抗）：主要用于音频信号传输和一些特定的模拟信号传输。
4．100 ohm（高阻抗）：主要用于时钟信号和其他高速数字信号传输。
5．无等级（自定义阻抗）：用户可以根据自己的需要自定义阻抗值。
四、实际应用在PCB设计中，阻抗测试是确保信号传输质量和稳定性的重要环节之一。
首先，在PCB板的设计阶段，需要根据实际应用需求来确定所需的阻抗值，并选择合适的传输线和元件来满足阻抗要求。
PCB阻抗设计及计算教程
PCB阻抗设计及计算教程PCB阻抗设计及计算是电路设计与布局中的重要一环，它对于保证电路性能、抑制信号干扰和提高系统稳定性具有至关重要的作用。
本文将介绍PCB阻抗的基本概念，阻抗设计的目标和方法，并详细解释如何进行PCB阻抗计算。
1.基本概念：在PCB设计中，阻抗是指电流或信号在电路板上的传输时遇到的阻碍。
阻抗主要由导线、平面、空气等介质的特性决定。
常见的阻抗有单端阻抗和差分阻抗。
2.阻抗设计的目标：(1)确保信号完整性：通过控制阻抗，避免信号的反射和损耗，确保信号的完整性，避免信号失真以及噪声和串扰的引入。
(2)抑制系统的电磁辐射：通过设计合适的阻抗，减少电流的回流路径，降低系统的电磁辐射水平，提高抗干扰能力。
(3)提高系统的工作稳定性：通过阻抗设计和匹配，使得信号传输更加稳定，避免因阻抗不匹配引起的系统不稳定和故障。
3.阻抗设计的方法：(1)常规PCB布局：根据电路需求和信号速度，尽量避免使用过长过窄的线路，减小阻抗不匹配和信号失真的可能性。
(2)地线的设计：地线是设计阻抗的重要因素之一，它应该尽量宽而平，以减小阻抗，提高地线的传输能力。
(3)控制环境因素：根据设计需求，合理选择PCB板材和层间距，控制介质常数，进而控制阻抗值。
(4)信号层堆叠：通过合理的层次规划和PCB板厚度选择，控制信号层之间的间距和层间介质特性，达到要求的阻抗。
4.PCB阻抗计算：(1)阻抗计算规则：根据线宽、线距和介质常数等参数，可以使用在线计算软件或公式进行阻抗计算。
常用的公式有微带线和线间微带线的计算公式。
(2)使用在线计算软件：目前市面上有许多免费的在线阻抗计算软件，只需输入所需参数即可得到计算结果。
(3)使用电磁仿真软件：对于复杂的PCB设计，可以使用电磁仿真软件进行阻抗计算，如ADS、CST等软件。
仿真软件可以更加准确地计算阻抗，并考虑复杂的环境因素。
总结：PCB阻抗设计及计算是PCB设计中不可忽视的一环，它对电路性能和系统稳定性具有重要影响。
PCB特性阻抗的原理与应用-YANTAT
SYSTEM FAEQUENCY (MHZ)
5000
3000
2000
Infinite switching
1500
speed Devices
1000 900
800 700 600
400
1GHZ
300 switching
100
devices
DELAY(ns)
12
3
4
5
6
INCH
0
6 12 18 24 30
RU/I
2.導線中所傳導者為交流電(A.C.)時,所遭遇的阻力稱為阻抗(Impedance),代表符 號為 Z,單位還是“歐姆”(OHM, Ω),其與電阻,電感,電容相關的公式為:
Z R2 ( XL XC)2
3.電路板業界中,一般脫口而出的“阻抗控制”,嚴格來講並不正確,專業性的說法 應該是“特性阻抗控制”(Characteristic Impedance Control)才對。因為電 腦類PCB線路中所“流通”的“東西”並不是電流,而是針對方波訊號或脈衝 在能量上的傳輸。此種“訊號”傳輸時所受到的“阻力”另稱為“特性阻 抗”,代表符號是Zo 。計算公式:
01111011
數字訊號
時鐘頻率 8
早期的硬體工作電壓定位12V,後在切換頻率增大而必須縮短Tr之 下,其“0”與“1”的電位差已縮小為5V。目前個人電腦高速CPU之 CMOS或TTL或邏輯晶片,其工作電壓更低至3.3V,將來還會更低,以方便
Tr 縮短Tr以加快時鍾頻率;Tr與頻率(f)之間的常數關係式: 0.35 / f
2
圖面詮釋
PCB元件間以訊號(signal)互傳,板面傳輸線中所遭遇到的阻力
PCB阻抗设计与阻抗类型图解
PCB阻抗设计与阻抗类型图解(仅限交流与学习使用，请勿用于其它作用）A、阻抗定义阻抗就是指在某一频率下，电子器件传输信号线中(也就是我们制作的线路板的铜线)，相对某一参考层(也就是我们说的屏蔽层、影射层或参考层)，其高频信号或电磁波在传播过程中所受的阻力称之为特性阻抗，它实际上是电阻抗、电感抗、电容抗等一个矢量总和。
在直流电中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻；在交流电的领域中除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。
从一个器件输出信号，经传输后进入另一个器件，这两者阻抗之间的特定匹配关系。
简单说整个过程就像软管送水浇花，一端接在水龙头,另一端手握处加压使其射出水柱,当握管处所施压的力道恰好，而让水柱的射程正确洒落在目标区为最佳，力过度水注射程太远，腾空越过目标浪费水资源，挤压不足以致射程太近者，则照样得不到想要的结果。
阻抗就是施压的力道，保障发出的信号经传输后能准确匹配接收端的需求影响特性阻抗的因数1) 介质介电常数，与特性阻抗值成反比(Er)2)线路层与接地层(或外层)间介质厚度,与特性阻抗值成正比(H)3) 阻抗线线底宽度(下端W1);线面(上端W2)宽度,与特性阻抗成反比。
4) 铜厚,与特性阻抗值成反比(T)5) 相邻线路与线路之间的间距,与特性阻抗值成正比（差分阻抗）(S)6) 基材阻焊厚度,与阻抗值成反比(C)B、模型分类阻抗线可分为6类：1、单端阻抗线2、差分阻抗线3、单端共面地阻抗线4、差分共面地阻抗线5、层间差分阻抗线（包含：异层差分）6、共模阻抗外层单端外层差分外层单端共面地外层差分共面地常见的几种阻抗模型内层单端[两面屏蔽]内层差分[两面屏蔽]内层单端共面地[两面屏蔽]内层差分共面地[两面屏蔽]特殊的阻抗模型层间差分各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图各类阻抗线在实际PCB文件中的效果图深圳拓普西科技有限公司Thank You!Mar, 2014Tuopx Co., Ltd. Confidential Slide 11。
PCB板阻抗板的定义
PCB板阻抗板的定义一、印制电路板阻抗特性：据信号的传输理论，信号是时间、距离变量的函数，因此信号在连线上的每一部分都有可能变化。
因此确定连线的交流阻抗，即电压的变化和电流的变化之比为传输线的特性阻抗(Characteristic Impedance)：传输线的特性阻抗只与信号连线本身的特性相关。
在实际电路中，导线本身电阻值小于系统的分布阻抗，犹其是高频电路中，特性阻抗主要取决于连线的单位分布电容和单位分布电感带来的分布阻抗。
理想传输线的特性阻抗只取决于连线的单位分布电容和单位分布电感。
二、印制电路板特性阻抗的计算：信号的上升沿时间和信号传输到接收端所需时间的比例关系，决定了信号连线是否被看作是传输线。
具体的比例关系由下面的公式可以说明：如果PCB 板上导线连线长度大于l/b 就可以将信号之间的连接导线看作是传输线。
由信号等效阻抗计算公式可知，传输线的阻抗可以用下面的公式表示：在高频(几十兆赫到几百兆赫)情况下满足wLR(当然在信号频率大于109Hz 的范围内，则考虑到信号的集肤效应，需要仔细地研究这种关系)。
那么对于确定的传输线而言，其特性阻抗为一个常数。
信号的反射现象就是因为信号的驱动端和传输线的特性阻抗以及接收端的阻抗不一致所造成的。
对于CMOS 电路而言，信号的驱动端的输出阻抗比较小，为几十欧。
而接收端的输入阻抗就比较大。
三、印制电路板特性阻抗控制：印制电路板上导线的特性阻抗是电路设计的一个重要指标，特别是在高频电路的PCB 设计中，必须考虑导线的特性阻抗和器件或信号所要求的特性阻抗是否一致，是否匹配。
因此，在PCB 设计的可靠性设计中有两个概念是必须注意。
pcb阻抗计算
pcb阻抗计算PCB（Printed Circuit Board）是印刷电路板的缩写，是电子元器件的重要组成部分。
在设计和制造PCB过程中，阻抗是一个重要的参数。
正确计算和控制阻抗可以确保电路的稳定性和性能。
阻抗是指电路中电流和电压之间的比率关系，通常以欧姆（Ω）为单位。
在PCB设计中，阻抗是指信号在PCB板上的传输过程中所遇到的电阻和电容等效果。
在PCB阻抗计算中，有几个重要的参数需要考虑：1. 材料特性：PCB板材料的介电常数（εr）和介石损耗角正切（Tanδ）是阻抗计算的关键因素。
介电常数决定信号在PCB板上的传播速度，介石损耗角正切则决定信号的衰减程度。
2.铜箔厚度：PCB板上的信号层和地层的铜箔厚度对阻抗有直接影响。
铜箔厚度越大，阻抗越低。
3.信号线宽度和距离：信号线的宽度和距离也是阻抗计算的重要参数。
通常，较宽的信号线和较近的信号线间距会导致较低的阻抗值。
在PCB阻抗计算中，常用的方法有以下几种：1.公式法：根据电磁场理论和传输线理论，可以通过一些公式来估算PCB上信号线的阻抗。
例如，微带线的阻抗计算可以使用公式Z0=(60/√(εr))*Ln(W/H+1.44(W/H)^0.67)，其中εr为介电常数，W为信号线宽度，H为介质厚度。
2.仿真法：利用电磁场仿真软件（例如ADS、HFSS等）进行PCB阻抗计算，可以更准确地模拟信号在PCB上的传播过程，从而得到准确的阻抗值。
3.经验法：根据实际经验，结合设计需求和限制条件，选择适当的信号线宽度和距离，以满足所需的阻抗数值。
对于复杂的PCB设计，可能会涉及到多层板、差分信号等情况，阻抗计算可能更加复杂。
在实际应用中，可以使用一些专业的PCB设计软件来自动计算和优化阻抗，减少人工计算的错误。
总之，PCB阻抗计算在PCB设计中起着重要的作用。
准确计算和控制阻抗可以确保电路的稳定性和性能，并提高整个系统的工作效率。
同时，需要根据具体情况选择合适的计算方法和工具，以满足设计需求和限制条件。
pcb特性阻抗讲义
特性阻抗控制原則
情形二：挤压力不足以致射程太近者
照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲，唯有恰到好 处才能正中下怀皆大欢喜。
特性阻抗控制原則
理想情形：当握管处所施压的力道恰好，而让水柱 的射程正确洒落在目标 ，這才使得兩者皆歡
特性阻抗控制原則
小結：阻抗控制其實就是讓系統中每一個部份 都具有相同的阻抗值，而其目的則在消除介面 的反射雜訊。
法線
Z0
Z1
S
V
不反射 如果Z1=Z0
圖1-3
三種互連結構的特性阻抗計算
Trace
H
Microstripline
T
Dielectric
Ground Plane Ground Plane
W
Z
87 5.98H Ln[ ] 0.8W T Er 1.41
Stripline :
T
D
Trace Power Plane Ground Plane
W
Z
60 1.9 D Ln[ ] 0.8W T Er
Trace Dielectric
T
A B A
Dual stripline :
Trace Ground Plane
Z
80 A 1.9(2 A T ) [1 ] Ln[ ] 4( A B T ) 0.8W T Er
三種互連結構的特性阻抗計算
這三個半經驗公式的缺陷
Microstripline公式的應用範圍為2<Er<15，0.1<W/H<3.0
Stripline 的公式假設為線路上下的絕緣層厚度相等，且應
用範圍為 W/H <0.7，T/H < 0.7。 Microstripline表面不蓋綠漆，在覆蓋綠漆後，阻抗值將降 低 （更不易進入綠漆，能耗減少） 不考慮線路間的耦合作用(能量損失↑使阻抗增加）
pcb 特征阻抗
pcb 特征阻抗PCB（Printed Circuit Board）特征阻抗是指在PCB设计和制造过程中需要特别关注的一个参数。
在PCB中，特征阻抗通常涉及到信号传输线路的阻抗匹配，以确保信号能够以最佳的性能传输。
特征阻抗在PCB设计中起着至关重要的作用。
如果信号传输线路的阻抗不匹配，会导致信号反射、损耗增加以及信号完整性下降。
因此，在PCB设计中，特征阻抗的控制是非常重要的。
要控制特征阻抗，需要从以下几个方面考虑：1. 材料选择：选择适合特定阻抗要求的基板材料。
不同材料具有不同的介电常数和导电性能，这会影响到特征阻抗的控制。
常见的材料有FR-4、高频板材等。
2. 几何结构：特征阻抗与信号传输线路的几何结构密切相关。
线宽、线距、线路层间距等参数都会影响到特征阻抗的控制。
通常情况下，特征阻抗要求较高的信号线会采用较宽的线宽和较小的线距，以达到所需的阻抗值。
3. 线路层堆叠：PCB通常由多层线路组成，不同层之间的阻抗也需要匹配。
在PCB设计中，需要合理选择和布局线路层，以满足特征阻抗的要求。
4. 阻抗控制技术：在PCB制造过程中，可以采用一些特殊的工艺来控制特征阻抗。
例如，通过调整线路的铜厚度、调整线路的宽度等方法来控制特征阻抗。
特征阻抗的控制对于高速信号传输和高频电路尤为重要。
在高速信号传输中，特征阻抗的不匹配会导致信号的反射和干扰，从而影响到信号的传输质量。
而在高频电路中，特征阻抗的控制可以减小信号的损耗，提高信号的传输效率。
在PCB设计中，特征阻抗的控制是一个复杂而细致的过程。
需要综合考虑材料、几何结构、线路层堆叠和工艺等多个因素。
只有在这些方面做到合理控制和优化，才能够实现特征阻抗的要求。
总结起来，PCB特征阻抗是PCB设计中需要特别关注的一个参数。
通过合理的材料选择、几何结构设计、线路层堆叠和工艺控制等手段，可以实现特征阻抗的控制，保证信号的传输质量。
在高速信号传输和高频电路中，特征阻抗的控制尤为重要，能够提高信号的传输效率和可靠性。
PCB基础知识
PCB基础知识一、 PCB物料方面：1. 覆铜板：COPPER CLAD LAMINATE，简称CCL，或板材a) Tg：GlassTransition Temperature, 玻璃态转化温度, 是玻璃态物质在玻璃态和高弹态（通常说的软化）之间相互转化的温度，在PCB行业中，此玻璃态物质一般是指由树脂或树脂与玻纤布组成的介质层。
我司常用普通TG板材Tg要求大于135℃，中Tg要求大于150℃，高TG要求大于170℃。
T g值越高，通常其耐热能力及尺寸稳定性越好。
b) CTI：Comparative Tracking lndex，相对漏电指数（或相比漏电指数、漏电起痕指数）。
材料表面能经受住50滴电解液（0.1%氯化铵水溶液）而没有形成漏电痕迹的最高电压值，单位为V。
c) CTE：Coefficient of thermal expansion热胀系数，通常衡量PCB板材性能的是线性膨胀系数，定义为：单位温度改变下长度的增加量与的原长度的比值，如Z-CTE。
CTE值越低，尺寸稳定性越好，反之越差。
d) TD：thermal decomposition temperature热分解温度，是指基材树脂受热失重5%时的温度，为印制板的基材受热引起分层和性能下降的标志。
e) CAF：耐离子迁移性能, 印制板的离子迁移是绝缘基材上的电化学绝缘破坏现象，是指在印制板上相互靠近而平行的电路上施加电压后，在电场作用下，导线之间析出树枝状金属的状态，或者是沿着基材的玻璃纤维表面发生金属离子的迁移（CAF）,从而降低了导线间的绝缘，f) T288: 是反映印制板基材耐焊接条件的一项技术指标，指印制板的基材在288℃条件下经受焊接高温而不产生起泡、分层等分解现象的最长时间，该时间越对焊接越有利。
g) DK:dielectric constant，介质常数，常称介电常数。
h) DF:dissipation factor，介质损耗因素，是指信号线中已漏失在绝缘板材中的能量，与尚存在线中能量的比值。
PCB FPC 电路板阻抗知识培训资料
H1
L4INT2 L5VCC
PP 2116 (4.1mil) INT2 FR4 1/1 0.15mm (6.0mil) VCC PP 2116HR (2.5mil)
L6
铜箔 0.5oz (0.7mil)
L6
电子表格应填入之数据: (L3线路量测层之理论奥姆值) Hinght (H): 35.4 (基材厚度-指量测层往上/往下最接近之地
Impedance Change
Ａ
B
Incident
energy
Transmitted Energy
Reflected energy
阻抗之设计
四、阻抗之设计 印刷电路板对阻抗之要求，不外乎要求控制线路之宽度、厚度 及相关之绝缘层厚度。欲控制之层数越多，则难度越高；一般而 言，对阻抗之设计，不外乎下列三种结构，任何阻抗均可由此衍 生而来： (A)Microstrip 结构
1. 影响阻抗之主要因素: 印刷电路板对阻抗之要求,不外乎要求控制线路宽度,厚度及 相关之绝缘层厚度,欲控制之层数愈多,则难度愈高,主要影响 阻抗因素如下: A. 线宽:与阻抗值成反比,线宽↓,阻抗值↑,线宽↑,阻抗值 ↓ B. 迭构(压合厚度): 与阻抗值成正比,厚度↑,阻抗值↑,厚度 ↓,阻抗值↓ C. 介电介数(Er值): 与阻抗值成反比,介电↓,阻抗值↑,介电 ↑,阻抗值↓
(2)一旦多层板线路质量不良，等特性阻抗值超出公差时，所传讯 号的能量将出现反射(Reflection)、散失(dissipation)、衰减 (Attenuation)或延误(Delay)等劣化现象，严重时甚至出现讯号之 当机情形。 当A组件经由板面线路向B发出讯号，若该讯号线的线宽不均，造成 特性阻抗值上起伏变化时，则讯号的部份能量会反回Ａ中去。
PCB线路阻抗的特性及测试方法
PCB线路阻抗的特性及测试方法1.线路的阻抗对电池来说，当信号沿着传输线传播，并且每隔0.01纳秒对连续0.06英寸传输线段进行充电。
从电源获得恒定的电流时，传输线看起来像一个阻抗器，并且它的阻抗值恒定，这可称为传输线路的“浪涌”阻抗(surge impedance)。
同样地，当信号沿着线路传播时，在下一步之前，0.01纳秒之内，哪一种电流能把这一步的电压提高到1伏特?这就涉及到瞬时阻抗的概念。
从电池的角度看时，如果信号以一种稳定的速度沿着传输线传播，并且传输线具有相同的横截面，那么在0.01纳秒中每前进一步需要相同的电荷量，以产生相同的信号电压。
当沿着这条线前进时，会产生同样的瞬时阻抗，这被视为传输线的一种特性，被称为特性阻抗。
如果信号在传递过程的每一步的特性阻抗相同，那么该传输线可认为是可控阻抗传输线。
瞬时阻抗或特性阻抗，对信号传递质量而言非常重要。
在传递过程中，如果下一步的阻抗和上一步的阻抗相等，工作可顺利进行，但若阻抗发生变化，那会出现一些问题。
为了达到最佳信号质量，内部连接的设计目标是在信号传递过程中尽量保持阻抗稳定，首先必须保持传输线特性阻抗的稳定，因此，可控阻抗板的生产变得越来越重要。
另外，其它的方法如余线长度最短化、末端去除和整线使用，也用来保持信号传递中瞬时阻抗的稳定。
2.特性阻抗的计算简单的特性阻抗模型：Z=V/I，Z代表信号传递过程中每一步的阻抗，V代表信号进入传输线时的电压，I代表电流。
I=±Q/±t，Q代表电量，t代表每一步的时间。
电量(来源于电池)：±Q=±C×V，C代表电容，V代表电压。
电容可以用传输线单位长度容量CL和信号传递速度v来推导。
单位引脚的长度值当作速度，再乘以每步所需时间t，则得到公式：±C=CL×v×(±)t.综合以上各项，我们可以得出特性阻抗：Z=V/I=V/(±Q/±t)=V/(±C ×V/±t)=V/(CL×v×(±)t×V/±t)=1/(CL×v)可以看出，特性阻抗跟传输线单位长度容量和信号传递速度有关。
PCB设计中的特性阻抗
PCB设计中的特性阻抗特性阻抗(Characteristic Impedance)是指在传输线上的单位长度内，信号通过该传输线所呈现的阻抗特性。
在PCB设计中，特性阻抗是一个非常重要的参数，它直接影响信号的传输质量和系统的性能。
在本文中，我们将详细介绍特性阻抗的相关内容。
首先，我们来介绍一下特性阻抗的定义。
特性阻抗是指在传输线上电压和电流之间的比例关系，以欧姆(Ω)为单位表示。
在理想的传输线上，特性阻抗应是一个恒定值，不随频率和长度的变化而改变。
然而，在实际情况下，特性阻抗并非完全恒定，它会受到PCB板材的介电常数、导线结构等因素的影响而发生变化。
特性阻抗的计算可以通过以下公式进行：Z0 = sqrt(L/C)其中，L表示单位长度的电感，C表示单位长度的电容。
这个公式告诉我们，特性阻抗与电感和电容成反比关系，即特性阻抗越大，电感和电容越小。
特性阻抗的影响因素非常多，下面我们来一一介绍：1.PCB板材的介电常数：PCB板材的介电常数决定了传输线的速度，进而影响特性阻抗。
一般情况下，介电常数越大，特性阻抗越小。
2.传输线的宽度：传输线的宽度对特性阻抗有直接的影响。
传输线宽度越大，特性阻抗也越大。
3.传输线的距离：传输线的距离指的是导线之间的间距。
间距越小，特性阻抗也越小。
4.导线的高度：导线的高度是指导线之间的距离。
高度越大，特性阻抗越大。
5.使用的PCB板材：不同的PCB板材具有不同的介电常数和导电性能，会影响特性阻抗。
特性阻抗在PCB设计中非常重要，它可以影响信号的传输速度、纹波和功耗。
如果特性阻抗不匹配，会导致信号的反射和干扰，降低信号质量。
为了保证传输线的信号完整性，设计师需要正确计算特性阻抗，并采取相应的措施来控制特性阻抗的误差。
以下是一些常用的控制特性阻抗误差的方法：1.PCB板材的选择：选择具有稳定介电常数的高质量PCB板材，以减小特性阻抗的变化。
2.传输线的宽度控制：准确计算和控制传输线的宽度，以保证特性阻抗的准确性。
PCB设计中的特性阻抗
PCB设计中的特性阻抗特性阻抗（Characteristic Impedance）是指传输线上电流和电压之间的比率，表示传输线上电流和电压之间的关系。
在PCB设计中，特性阻抗是十分重要的参数，它直接影响信号传输的性能和可靠性。
本文将详细介绍特性阻抗的概念、计算方法和影响因素。
一、特性阻抗的概念特性阻抗是指传输线上单位长度内阻抗的数值，单位为欧姆（Ω）。
它决定了传输线上电流和电压的比率，即电压波形和电流波形的传输特性。
特性阻抗可以看作是一种参数，表示了传输线在单位长度内能够传输电信号的能力。
特性阻抗可以通过传输线的物理特性和几何参数来确定，主要包括导体厚度、介质相对介电常数、导体间距、信号层到地层的间距等因素。
特性阻抗与线宽、线间距和介质常数、几何形状等有关。
二、特性阻抗的计算方法特性阻抗的计算方法有多种，常用的有理论计算方法和仿真/实测方法。
1.理论计算方法理论计算方法包括微带线计算、同轴线计算和矩形波导计算方法。
其中微带线计算方法是最常用的一种计算特性阻抗的方法，它适用于堆叠结构、分层结构和印制电路板等实际应用。
微带线的特性阻抗可以通过以下公式计算：Z0 = (138 / sqr t(εr + 1.41)) * (ln(5.98H / (0.8W + T)) + 1)其中，Z0为特性阻抗，εr为介质相对介电常数，H为介质厚度，W为导体宽度，T为导体厚度。
2.仿真/实测方法仿真/实测方法是通过使用电磁仿真软件或实验测量等手段来计算特性阻抗。
这种方法更加准确，能够考虑更多的因素，例如边缘效应和电磁耦合。
借助电磁仿真软件，可以通过建立PCB布局和层堆叠的模型来模拟电磁波在传输线上的传播过程，从而得到特性阻抗。
在仿真过程中，需要设置准确的物理材料参数和几何参数，并考虑信号源、负载、阻抗匹配、电磁兼容性等因素。
3.实测方法实测方法是通过使用高频测试器件，例如网络分析仪，来测量特性阻抗。
这种方法可以直接测量PCB上的传输线特性，直观可靠，但需要相应的测试设备和测试技术。
pcb板特征阻抗
pcb板特征阻抗PCB板特征阻抗PCB板（Printed Circuit Board，印制电路板）是现代电子设备中必不可少的一部分。
它承载着电子器件之间的连接，而特征阻抗则是PCB板设计中一个重要的参数。
本文将详细介绍PCB板特征阻抗的概念、影响因素以及如何设计满足特定特征阻抗要求的PCB板。
一、特征阻抗的概念特征阻抗（Characteristic Impedance）是指在信号传输线上，单位长度内所存在的电阻和电抗的比值。
它是PCB板上信号传输的基本特性之一，直接影响着信号的传输速率、信号完整性以及抗干扰能力。
二、影响特征阻抗的因素1. PCB板材料：PCB板材料的介电常数以及介电损耗tangent delta 是影响特征阻抗的重要因素。
不同材料的特征阻抗范围也不同，常见的材料如FR-4、RF高频板材等都有其特定的特征阻抗范围。
2. PCB板层间结构：PCB板的层间结构（包括层数、堆叠方式等）也会对特征阻抗产生影响。
较高层数的PCB板往往会有较大的特征阻抗变化，因此在设计多层PCB板时需要特别注意。
3. 信号线距离：信号线与地线之间的距离也会对特征阻抗造成影响。
较小的信号线距离可以使特征阻抗变得更高，而较大的信号线距离则会使特征阻抗变得更低。
4. 信号线宽度：信号线宽度直接决定了信号线的阻抗值，较宽的信号线会使特征阻抗变得更低，而较窄的信号线则会使特征阻抗变得更高。
5. 环境温度：环境温度的变化也会对特征阻抗产生一定的影响。
温度的变化会导致PCB板材料的热胀冷缩，从而改变特征阻抗。
三、设计满足特定特征阻抗要求的PCB板要设计满足特定特征阻抗要求的PCB板，可以采取以下措施：1. 合理选择PCB板材料：根据特征阻抗要求选择合适的PCB板材料，不同材料的特征阻抗范围不同，需要根据具体情况进行选择。
2. 控制PCB板的层间结构：在设计多层PCB板时，需要控制好层间结构，避免因层数过多导致特征阻抗变化较大。
印制电路板(PCB)的阻抗控制介绍
印制电路板(PCB)的阻抗控制介绍一：特性阻抗原理：传输线的定义，在国际标准IPC-2141 3.4.4说明其原则“当 信号在导线中传输时，若该导线长度大到信号波长的1/7，则该导线应被视做传输线。
如当某电磁波信号以时钟频率为900MHZ （GSM手机传输频率）在导线中传播时，则如果线路的长度大于：1/7波长=1C/7F=4.76CM 时，该线路就被定义为传输线。
众所周知，直流电路中电流传输时遇到的阻力叫电阻，交流电路中电流遇到的阻力叫阻抗而高频（》400MHZ ）电路中传输信号所遇到的阻力叫特性阻抗，在高频情况下，印制板上的传输信号铜导线可以被视为由一串等效电阻及一并连电感所组合而成的传导线路，而此等效电阻在高频分析时小到可以忽略不记，因此我们在对一个印制板的信号传输进行高频分析时，则只需考虑杂散分布之串联电感及并联电容的效应，我们可以得到以下公式；Z0=R+√L/C √≈√L/C （ Z0为特性阻抗值）关于特性阻抗，有以下几原则：1、 在数字信号在板子上传输时，印制板线路的特性阻抗值必须与头尾元件的电子阻抗匹配，如果不匹配的话，所传送的信号能量将出现反射，散失，衰减，或延误，等现象，从而产生杂信，2、 由于电子元件的电子阻抗越高时，其传输速率才越快，因而电路板的特性阻抗值也要随之提高，才能与之匹配，3、射频通信用的PCB ，除强调 Z0外，有时更加强调板材本身具有低的 Er （介质常数）值及低的Df （介质损耗因子）值。
高频信号在介质中的传输速度为C/ Er,可知：Er 越小，传输速度越快，这也是为何高频要用低介质常数的高频材料。
Df 影响着信号在介质传输过程中的失真，Df 越小，失真越小。
二：特性阻抗的常见形式和计算方法：在线路板的设计中，传输信号最常见的有4种单线布线和2种差分布线方式方式：以上四种单线传输信号布线方式的阻抗计算公式见下；（差分略）1、 微带线：Z 。
=87ln 「5.98H/（0.8W+T ）」Er+1.412、 埋入式微带线Z 。
PCB阻抗设计及计算简介
PCB阻抗设计及计算简介PCB阻抗设计及计算简介特性阻抗的定义•何谓特性阻抗（Characteristic Impedance ，Z0）•电子设备传输信号线中，其高频信号在传输线中传播时所遇到的阻力称之为特性阻抗;包括阻抗、容抗、感抗等，已不再只是简单直流电的“欧姆电阻”。
•阻抗在显示电子电路，元件和元件材料的特色上是最重要的参数.阻抗(Z)一般定义为：一装置或电路在提供某特定频率的交流电(AC)时所遭遇的总阻力.•简单的说，在具有电阻、电感和电容的电路里，对交流电所起的阻碍作用叫做阻抗。
设计阻抗的目的•随着信号传送速度迅猛的提高和高频电路的广泛应用，对印刷电路板也提出了更高的要求。
印刷电路板提供的电路性能必须能够使信号在传输过程中不发生反射现象，信号保持完整，降低传输损耗，起到匹配阻抗的作用，这样才能得到完整、可靠、精确、无干扰、噪音的传输信号。
•阻抗匹配在高频设计中是很重要的，阻抗匹配与否关系到信号的质量优劣。
而阻抗匹配的目的主要在于传输线上所有高频的微波信号皆能到达负载点，不会有信号反射回源点。
•因此，在有高频信号传输的PCB板中，特性阻抗的控制是尤为重要的。
•当选定板材类型和完成高频线路或高速数字线路的PCB 设计之后，则特性阻抗值已确定，但是真正要做到预计的特性阻抗或实际控制在预计的特性阻抗值的范围内，只有通过PCB生产加工过程的管理与控制才能达到。
•从PCB制造的角度来讲，影响阻抗和关键因素主要有：–线宽（w）–线距（s）、–线厚（t）、–介质厚度（h）–介质常数（Dk）εr相对电容率(原俗称Dk介质常数)，白容生对此有研究和专门诠释。
注：其实阻焊也对阻抗有影响，只是由于阻焊层贴在介质上，导致介电常数增大，将此归于介电常数的影响，阻抗值会相应减少4%•如上图所示–Z0与线宽W成反比，线宽越大，Z0越小；–Z0与铜厚成反比，铜厚越厚，Z0越小；–Z0与介质厚度成正比，介质厚度越厚，Z0越大；–Z0与介质介电常数的平方根成反比，介电常数越大，Z0越小。
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4.2.2.2 T1/B1 分别相连的测试线长一般为 100mm，线宽与板内生产板内阻抗线宽度一致，且线面盖阻焊 油墨；
d 4.2.2.3 T1-T2/T2-B2/B2-B1/B1-T1 的两个相邻孔中心距一般为 2.54mm; e 4.2.2.4 其中，T1 仅与 TOP 层阻抗测试线相连，T2 仅与 TOP 面第 2 层内层相连；B1 仅与 BOT 层阻抗测 r 试线相连，B2 仅与 BOT 层第 2 层相连。 te 阻抗条的设计图例：
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5.3 CPU 载板的 TDR 测试
d Hioki 公司 2001 年六月才在 JPCA 推出的“1109 Hi Tester”，为了对 1.7GHz 高速传输 FC/PGA 载板在 Z0 方
面的正确量测起见，已不再使用飞针式（Flying probe）快速移动的触测，也放弃了 SMA 探棒式的 TDR 手动
3.3 但当上述微带线中 Z0 的四种变数（w、t、h、 r）有任一项发生异常，例如图中的讯号线出现缺口
e 时，将使得原来的 Z0 突然上升（见上述公式中之 Z0 与 W 成反比的事实），而无法继续维持应有的稳 UnRegister 定均匀（Continuous）时，则其讯号的能量必然会发生部分前进，而部分却反弹反射的缺失
4． 2 示意图说明：
4．2．1 阻抗线的位置
一般加在生产板 PNL 边上或在客户允许的前提下加在 SET 边上
4．2．2 阻抗线的规格说明
4．2．2．1 T1、T2/B1、B2 为四个 PTH 孔，一般为喷锡成形孔，成品孔径为 1.00mm 左右，RING（成品 焊环）要求为 0.16-0.20mm;
电流阻力/感抗（XL）/容抗（XC） 电流、更主要为高频信号 阻抗测试仪
gistered 深圳顺易捷科技有限公司技术部 UnRe 2012.08.08
六、阻抗与电阻的区别
项次
相同点
单位
电阻 欧姆
阻抗 欧姆
备注
不同点
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相同 电流 区别 计算 公式 影响 因素 传递 内容 判定 方法
直流电 R=U/R 电流阻力 电流 O/S
交流电 Z= R2（XL-XC）2
d h：印刷导线与基准面之间的介质厚度
w：印刷导线的宽度
e t：印刷导线的厚度 r 2．2 用电子软件计算阻抗值(英国 Porar 公司软件) te 三、影响阻抗值的因素 is 3.1 铜箔厚度对 Z0的影响
从公式可看出铜箔厚度也是影响 Z0 的一个重要因素，铜箔厚度越大，其特性阻抗就越小，但其变化范围
5.2 TDR 由来已久
利用时域反射仪量测传输线的特性阻抗（Z０）值，此举并非新兴事物。早年即曾用以监视海底电缆（Submarine Cable）的安全，随时注意其是否发生传输质量上的“不连续（Disconnection）的问题。目前才逐渐使用于 高速计算机领域与高频通讯范畴中
TDR 用于海底电缆监视图
1． 3 反之，当握处之挤压不足以致射程太近者，则照样得不到想要的结果。过犹不及皆非所欲，唯有恰 到好处才能正中下怀皆大欢喜
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nRegistered 2、 特性阻抗：当某讯号方波，在传输线组合体的讯号线中，以高准位（High Level）的正压讯号向前 U 推进时，则距其最近的参考层（如接地层）中，理论上必有被该电场所感应出来的负压讯号伴随前
e 触测（Press-type）的做法。而改采固定式高频短距连缆，与固定式高频测针的精准定位，而在自动移距及 UnRegister 接触列待测之落点处，进行全无人为因素干扰的高精密度自动测试
在 CCD 摄影镜头监视平台的 XY 位移，及 Laser 高低感知器督察 Z 方向的落差落点，此等双重精确定位与找 点，再加上可旋转式接触式测针之协同合作下，得以避免再使用传统缆线、连接器、与开关等中介的麻烦， 大幅减少 TDR 量测的误差。如此已使得“1109 HiTESTER”在封装载板上对 Z0 的量测，远比其它方法更为精 确。
1、 实例片段（软管送水浇花）
gistered 1．1 一端手握处加压使其射出水柱，另一端接在水龙头。当握管处所施压的力道恰好，而让水柱的射程 UnRe 正确洒落在目标区时，则施与受两者皆欢
1． 2 然而一旦用力过度水注射程太远，不但腾空越过目标浪费水资源，甚至还可能因强力水压无处宣泄， 以致往来源反弹造成软管自龙头上的挣脱
3.4 基板材料及 PCB 生产对特性阻抗的影响关系
介质常数对 Z 的影响（反比关系） 介质厚度对 Z 的影响（正比关系）
铜箔厚度对 Z 的影响（反比关系） 导线宽度对 Z 的影响（反比关系）
四、阻抗测试线的设计方法
4.1 阻抗测试线设计示意图
T2
T1
B2
B1
பைடு நூலகம்
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行（等于正压讯号反向的回归路径 Return Path），如此将可完成整体性的回路（Loop）系统。该“讯 号”前行中若将其飞行时间暂短加以冻结，即可想象其所遭受到来自讯号线、介质层与参考层等所 共同呈现的瞬间阻抗值（Instantanious Impedance），此即所谓的“特性阻抗”。
当电路板中的金属导线采用交流电进行信号传输时，所遇到的阻力称为阻抗 二、特性阻抗的计算方法
传统上，PCB 导线宽度偏差允许为±20%，这对于非传输线的常规电子产品用的 PCB 导线(导线长 度小于信号波长的七分之一)来说，已经能满足要求了。但是对于有 Z0 控制要求的信号传输线来说， PCB 导线宽度偏差±20%已不能满足要求，因此，此时的误差一般已超过±10%，而且 Z0 误差还会随 着介质厚度减薄而偏大。
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阻抗板“特性阻抗”基础知识
根据传输线理论和信号的传输理论，信号不仅仅是时间变量的函数，同时还 是距离变量的函数，所以信号在连线上的每一点都有可能变化。因此定义连线的 交流阻抗，即变化的电压和变化的电流之比为传输线的特性阻抗（Characteristic impedance） 一、 特性阻抗的定义
2．1 是故该“特性阻抗”应与讯号线之线宽（w）、线厚（t）、介质厚度（h）与介质常数（Dk）都扯 上了关系。此种传输线之一的微带线其图示与计算公式如下：
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Z0：印刷导线的特性阻抗 εr：绝缘材料的介电常数
UnReg 相对是较小的。如图 2 所示。
3.2 导线宽度对 Z0 的影响 3.2.1 由于合适选定基板材料和完成 PCB 设计之后，介质常数、介质宽度和导线宽度等三个参数基本上 相对固定下来了 3.2.2 高频信号和高速数字(逻辑)信号从驱动组件传送出来并经过 PCB 信号传输线送到接受组件处，这 就是一种信号传输过程。在这个信号传输过程中，如果 PCB 的信号传输过程中，PCB 的信号传输线之 特性阻抗值 Z 与这两个组件的“电子阻抗”完全相匹配(实际上接受组件的阻抗要大于驱动组件的阻抗 才合理)时，则所传送的信号之能量便得到了完整的传输，这种情况是理想状态。如果 PCB 的传输线 Z0 不匹配而产生变化偏差或变化偏差过大，则将会在传输信号的过程中发生反射、散失、衰减或时间 延迟等问题。严重时，甚至会引起完全“失真”而接受不到原来的真实信号。 因此，高频信号和高速数字信号要在 PCB 传输线中得到完整的传输，就必须做到在 PCB 传输线上 的任何一点处的特性阻抗值 Z0 应是均等才行，这就意味着在 PCB 传输线的任何一处的横截面积(包括
is 0.4”
4”(100mm)
0.1
g 0.2
0.1
e7.0”
R阻抗测试线添加示意图
Un 五、特性阻抗的测试
5.1 采用 TDR 的量测
其一般性的量测方法，就是使用“时域反射仪”（Time Domain Reflectometry；TDR ）。此 TDR 可产生一种 梯阶波（Step Pulse 或 Step Wave），并使之送入待测的传输线中而成为入射波（Incident Wave）。于是当 其讯号线在线宽上发生宽窄的变化时，则荧光幕上也会出现 Z0 奥姆值的上下起伏振荡。
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无缺陷而理想的)都必须是相同的。但是，在 PCB 传输线的实际生产加工中是不可能完全做到的。所 以，PCB 中传输线的控制，在基板材料确定之后，在双面板中，实质上是传输线的横截面积尺寸一致 性的控制问题；在多层板中实质上是传输线横截面积尺寸一致性和介质厚度均匀性的控制，但主要还 是传输线截面积尺寸一致性和完整性问题。由于 PCB 传输线的加工过程所涉及的加工工序和工艺参数 (特别是动态工艺参数)太多，即使采用全自动化生产加工也是难于做到的。因此人们只能把生产加工 的 PCB 传输线整个横截面积尺寸控制在规定的范围之内，所以 PCB 传输线的 Z0 也只能根据应用对象 而控制在设计规定数值之内。
从上述理论计算中可以得出这样的认识和结论，传统的线宽误差精度控制规定已不适用于传输线之 要求了，必须根据传输线传输信号的特性来确定传输线宽度的误差精度。如传输高频信号的传输线， 其精度控制要严得多，才能达到较小的 Z0 偏差值。这些要求可以根据公式(1)和已知的介质厚度、导线
d 厚度和 Z0 偏差值而计算出导线的精度(误差)控制大小。