阻抗计算的必要性和计算方法
1、阻抗计算的必要性
当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致就会造成所谓的信号反射现象等等。在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来。
2、常见阻抗模型
我们一般利用polar.si9000阻抗计算工具进行阻抗计算，在计算之前我们需要认识常见的阻抗计算模型，常见的阻抗模型有特性阻抗、差分阻抗、共面性阻抗。如图3-6所示，阻抗模型又细分为如下几类：
1）外层特性阻抗模型
2）内层特性阻抗模型
3）外层差分阻抗模型
4）内层差分阻抗模型
5）共面性阻抗模型:
(a)外层共面特性阻抗
(b)内层共面特性阻抗
(c)外层共面差分阻抗
(d)内层共面差分阻抗.
图3-6 常见阻抗模型
3、阻抗的计算
1）阻抗计算必要条件
板厚、层数（信号层数、电源层数）、板材、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚
2）影响阻抗的因素
介质厚度、介电常数、铜厚、线宽、线距、阻焊厚度，如图3-7所示。
图3-7 影响阻抗的因素
其中：
h1：介质的厚度（pp片或者板材，不包括铜厚）
er1：pp片或者板材的介电常数，多种pp片或板材压合一起时取平均值
w1：阻抗线下线宽 w2：阻抗线上线宽
t1：成品铜厚 cer：绿油的介电常数（3.3）
c1：基材的绿油厚度（一般按照0.8mil）
c2：铜皮或者走线上的绿油厚度（一般按照0.5mil）
zo：计算出来的阻抗理论值
提示小助手：
一般来说上下线宽存在如下关系，如表3-3所示，上下线宽关系表。
表3-3 上下线宽的关系对比图
3）计算方法
我们通过一个实例来演示下阻抗计算的方法及步骤
普通的fr-4板材一般有：生益，建滔，联茂等板材供应商。生益fr-4及同等材料芯板可以根据板厚来划分，如表3-4所示，列出了详细的厚度参数及介电常数。
表3-4 常见生益fr-4芯板厚度及介电常数
半固化片(即pp片)，一般包括:106，1080，2116，7628等,其厚度为:106为0.04mm，1080为0.06mm，2116为0.11mm，7628为0.19mm，如表3-5所示，列出了常见pp片的厚度参数及介电常数。
表3-5常见pp片厚度参数及介电常数
对于rogers板材，rogers4350 0.1mm板材介电常数为3.36，其他rogers4350板材介电常数为3.48。rogers4003板材介电常数3.38，rogers4403半固化片介电常数为3.17
我们知道每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的。当我们计算层叠结构时候通常需要把芯板和pp片叠在一起，组成板子的厚度，比如一个芯板+两张pp片叠加“芯片+106+2116”，那么他的理论厚度就是0.25mm+0.0513mm+0.1185mm=0.4198mm。但需注意以下几点:
1）一般不允许4张或4张以上pp叠放在一起，因为压合时容易产生滑板现象。
2）7628的pp一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观。
3）另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象。
4）core一般选择大于0.11mm的，六层的一般2块芯板，8层的三块芯板
由于铜厚的原因我们的理论厚度和实测厚度有一定的差，具体可以参考图3-8。
图3-8理论厚度于实测厚度
我们从图3-7可以看出，理论厚度和实测厚度存在铜厚的差额，可以从总计如下公式：
实测厚度=理论厚度-铜厚1（1-x1）-铜厚2（1-x2）
其中：
1、x表示残铜率，表层x取1，光板x取0
2、电源地平面残铜率一般为取值70%，信号层残铜率一般取值为23%
提示小助手：
残铜率是指板平面上有铜的面积和整板面积之比。比如张没有加工的原材料残铜率就是100%，蚀刻成光板时就是0%，
“oz”标示铜厚单位“盎司”，1oz=0.035mm
4、计算实例
1）叠层要求
板厚：1.2mm ，板材：fr4，层数：6层 铜厚：内层1oz 表层0.5oz
2）根据芯板和pp片常见厚度参数组合，并根据叠层厚度要求可以堆叠如下层压结构，如图3-9所示。
图3-9 6层层压结构图
其中上图标示pp厚度为实际厚度，计算公式如下：
pp（3313）[实测值]=0.1034mm[理论值]-0.035/2mm*（1-1）[表层0.5oz，残铜率取1]-0.035mm*（1-0.7）[内层1oz，残铜率70%]=0.0929mm=3.65mil
pp（7628*3）[实测值]=0.1951*3[理论值]-0.035（1-0.23）[内层1oz，相邻信号层残铜率取0.23%]-0.035（1-0.23）[内层1oz，相邻信号层残铜率取0.23%]=0.5314mm=20.92mil
板子总厚度=0.5oz+3.65+1oz+5.1+1oz+20.92+1oz+5.1+1oz+3.65+0.5oz=1.15mm
3）打开si9000软件，选择需要计算阻抗的阻抗模型，计算表层50欧姆单线阻抗线宽。如图3-10，根据压合层叠数据，填入相关已知参数。计算得出走线线宽w0=6.8mil，这个是计算出比较粗的走线，有时候会基于走线难度准许阻抗存在一定的误差，所以可以根据计算得出的走线线宽来稍微调整，比如我们调整计算参数走线5.5mil时，计算阻抗zo=54.82，如图3-11所示计算结果。
图3-10 根据阻抗计算线宽
图3-11 根据线宽微调阻抗值
4）需计算内层（以第三层为例）90欧姆差分阻抗走线线宽与间距，如图3-12，选择内层差分阻抗模型，根据压合层叠数据，填入已知参数，然后可以通过阻抗要求，调整线宽和间距，分别计算，考虑到板卡设计难度可以微调阻抗在准许范围之内即可。
图3-12 90欧姆差分阻抗计算结果
表3-6 阻抗计算结果
原文标题：关于阻抗，你不得不知道的事情
文章出处：【微信公众号：凡亿pcb】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
通过二层技术，如何实现不同VLAN间通讯
荣耀8、荣耀V9、荣耀Magic、华为P9、华为P10和华为mate9 pro,颜值手机排名,谁是你心中的NO.1?
华为5g有多快 估计我们都小看了
Xilinx FPGA I/O电平标准简介（三）
特朗普紧急发布《AI倡议》一切为了美国能主宰人工智能
阻抗计算的必要性和计算方法
可变电压恒功率输出的高压大功率变流器实现方法
荣耀magic拆解 未来手机内部是什么样的
中国的研究人员宣称他们正在进行测试，并找寻可以将 EM Drive 用于发动卫星的方式
为何搭载L3级自动驾驶技术的车型难以落地应用?
神鹰LIMS平台之资源管理模块
华为手机突围之路 Mate 50支持北斗卫星消息
红外夜视技术在野生动物保护中的重要作用
小米9T将于6月12日登陆海外市场_骁龙730加持
小米将建设5G未来工厂 手机年产能或将达到100万台
紫米10000mAh双向快充移动电源尊享版今日开启预售 售价169元
共用开发环境及语言 整合RF设计与测试
国际第三代半导体专业赛东部赛区颁奖典礼暨开放创新论坛成功举办
一体成型电感的应用范围广，它的特点有哪些
看直播 | 电机控制：如何使用恩智浦MBDT实现快速设计、开发和部署？
当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致就会造成所谓的信号反射现象等等。在信号完整性领域里,比如反射,串扰,电源平面切割等问题都可以归类为阻抗不连续问题,因此匹配的重要性在此展现出来。
2、常见阻抗模型
我们一般利用polar.si9000阻抗计算工具进行阻抗计算，在计算之前我们需要认识常见的阻抗计算模型，常见的阻抗模型有特性阻抗、差分阻抗、共面性阻抗。如图3-6所示，阻抗模型又细分为如下几类：
1）外层特性阻抗模型
2）内层特性阻抗模型
3）外层差分阻抗模型
4）内层差分阻抗模型
5）共面性阻抗模型:
(a)外层共面特性阻抗
(b)内层共面特性阻抗
(c)外层共面差分阻抗
(d)内层共面差分阻抗.
图3-6 常见阻抗模型
3、阻抗的计算
1）阻抗计算必要条件
板厚、层数（信号层数、电源层数）、板材、表面工艺、阻抗值、阻抗公差、铜厚
2）影响阻抗的因素
介质厚度、介电常数、铜厚、线宽、线距、阻焊厚度，如图3-7所示。
图3-7 影响阻抗的因素
其中：
h1：介质的厚度（pp片或者板材，不包括铜厚）
er1：pp片或者板材的介电常数，多种pp片或板材压合一起时取平均值
w1：阻抗线下线宽 w2：阻抗线上线宽
t1：成品铜厚 cer：绿油的介电常数（3.3）
c1：基材的绿油厚度（一般按照0.8mil）
c2：铜皮或者走线上的绿油厚度（一般按照0.5mil）
zo：计算出来的阻抗理论值
提示小助手：
一般来说上下线宽存在如下关系，如表3-3所示，上下线宽关系表。
表3-3 上下线宽的关系对比图
3）计算方法
我们通过一个实例来演示下阻抗计算的方法及步骤
普通的fr-4板材一般有：生益，建滔，联茂等板材供应商。生益fr-4及同等材料芯板可以根据板厚来划分，如表3-4所示，列出了详细的厚度参数及介电常数。
表3-4 常见生益fr-4芯板厚度及介电常数
半固化片(即pp片)，一般包括:106，1080，2116，7628等,其厚度为:106为0.04mm，1080为0.06mm，2116为0.11mm，7628为0.19mm，如表3-5所示，列出了常见pp片的厚度参数及介电常数。
表3-5常见pp片厚度参数及介电常数
对于rogers板材，rogers4350 0.1mm板材介电常数为3.36，其他rogers4350板材介电常数为3.48。rogers4003板材介电常数3.38，rogers4403半固化片介电常数为3.17
我们知道每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的。当我们计算层叠结构时候通常需要把芯板和pp片叠在一起，组成板子的厚度，比如一个芯板+两张pp片叠加“芯片+106+2116”，那么他的理论厚度就是0.25mm+0.0513mm+0.1185mm=0.4198mm。但需注意以下几点:
1）一般不允许4张或4张以上pp叠放在一起，因为压合时容易产生滑板现象。
2）7628的pp一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观。
3）另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象。
4）core一般选择大于0.11mm的，六层的一般2块芯板，8层的三块芯板
由于铜厚的原因我们的理论厚度和实测厚度有一定的差，具体可以参考图3-8。
图3-8理论厚度于实测厚度
我们从图3-7可以看出，理论厚度和实测厚度存在铜厚的差额，可以从总计如下公式：
实测厚度=理论厚度-铜厚1（1-x1）-铜厚2（1-x2）
其中：
1、x表示残铜率，表层x取1，光板x取0
2、电源地平面残铜率一般为取值70%，信号层残铜率一般取值为23%
提示小助手：
残铜率是指板平面上有铜的面积和整板面积之比。比如张没有加工的原材料残铜率就是100%，蚀刻成光板时就是0%，
“oz”标示铜厚单位“盎司”，1oz=0.035mm
4、计算实例
1）叠层要求
板厚：1.2mm ，板材：fr4，层数：6层 铜厚：内层1oz 表层0.5oz
2）根据芯板和pp片常见厚度参数组合，并根据叠层厚度要求可以堆叠如下层压结构，如图3-9所示。
图3-9 6层层压结构图
其中上图标示pp厚度为实际厚度，计算公式如下：
pp（3313）[实测值]=0.1034mm[理论值]-0.035/2mm*（1-1）[表层0.5oz，残铜率取1]-0.035mm*（1-0.7）[内层1oz，残铜率70%]=0.0929mm=3.65mil
pp（7628*3）[实测值]=0.1951*3[理论值]-0.035（1-0.23）[内层1oz，相邻信号层残铜率取0.23%]-0.035（1-0.23）[内层1oz，相邻信号层残铜率取0.23%]=0.5314mm=20.92mil
板子总厚度=0.5oz+3.65+1oz+5.1+1oz+20.92+1oz+5.1+1oz+3.65+0.5oz=1.15mm
3）打开si9000软件，选择需要计算阻抗的阻抗模型，计算表层50欧姆单线阻抗线宽。如图3-10，根据压合层叠数据，填入相关已知参数。计算得出走线线宽w0=6.8mil，这个是计算出比较粗的走线，有时候会基于走线难度准许阻抗存在一定的误差，所以可以根据计算得出的走线线宽来稍微调整，比如我们调整计算参数走线5.5mil时，计算阻抗zo=54.82，如图3-11所示计算结果。
图3-10 根据阻抗计算线宽
图3-11 根据线宽微调阻抗值
4）需计算内层（以第三层为例）90欧姆差分阻抗走线线宽与间距，如图3-12，选择内层差分阻抗模型，根据压合层叠数据，填入已知参数，然后可以通过阻抗要求，调整线宽和间距，分别计算，考虑到板卡设计难度可以微调阻抗在准许范围之内即可。
图3-12 90欧姆差分阻抗计算结果
表3-6 阻抗计算结果
原文标题：关于阻抗，你不得不知道的事情
文章出处：【微信公众号：凡亿pcb】欢迎添加关注！文章转载请注明出处。
通过二层技术，如何实现不同VLAN间通讯
荣耀8、荣耀V9、荣耀Magic、华为P9、华为P10和华为mate9 pro,颜值手机排名,谁是你心中的NO.1?
华为5g有多快 估计我们都小看了
Xilinx FPGA I/O电平标准简介（三）
特朗普紧急发布《AI倡议》一切为了美国能主宰人工智能
阻抗计算的必要性和计算方法
可变电压恒功率输出的高压大功率变流器实现方法
荣耀magic拆解 未来手机内部是什么样的
中国的研究人员宣称他们正在进行测试，并找寻可以将 EM Drive 用于发动卫星的方式
为何搭载L3级自动驾驶技术的车型难以落地应用?
神鹰LIMS平台之资源管理模块
华为手机突围之路 Mate 50支持北斗卫星消息
红外夜视技术在野生动物保护中的重要作用
小米9T将于6月12日登陆海外市场_骁龙730加持
小米将建设5G未来工厂 手机年产能或将达到100万台
紫米10000mAh双向快充移动电源尊享版今日开启预售 售价169元
共用开发环境及语言 整合RF设计与测试
国际第三代半导体专业赛东部赛区颁奖典礼暨开放创新论坛成功举办
一体成型电感的应用范围广，它的特点有哪些
看直播 | 电机控制：如何使用恩智浦MBDT实现快速设计、开发和部署？