PCB阻抗类型主要包括以下三种:
特性阻抗(单端阻抗):指单根传输线中信号与参考层之间的阻抗,常见于高速信号线(如USB、PCIe),标准值多为50Ω。
差动阻抗(差分阻抗):指两根差分线之间的阻抗,适用于高速差分信号(如HDMI、DDR),标准值多为100Ω。
共模阻抗:指差分线与地之间的共同阻抗,通常比差分阻抗大3-5倍,用于抑制共模噪声。
其他类型如奇模阻抗、偶模阻抗等较少见。实际设计中需通过调整线宽、铜厚、介质厚度等参数实现阻抗匹配。
不同信号类型对应的阻抗设计参数对照表
1. 单端信号(Single-Ended)
特性阻抗:通常为50Ω或75Ω。
设计参数:
线宽:根据介质厚度和介电常数计算,例如FR4材料下,50Ω阻抗的线宽约为8mil(外层微带线)。
线距:需满足安规要求,低压电路(≤50V)最小线距≥4mil。
2. 差分信号(Differential)
差动阻抗:常见为90Ω或100Ω。
设计参数:
100Ω差分阻抗:线宽/间距为5/7/5mil(四层板)或7/5/7mil(双面板包地设计)。
90Ω差分阻抗:线宽/间距为6/6/6mil(四层板)或10/5/10mil(双面板包地设计)。
包地设计:建议整组差分信号线外采用包地屏蔽,差分信号与屏蔽地线距离≥35mil。
3. 其他信号类型
共模阻抗:通常比差动阻抗大3-5倍,用于抑制共模噪声。
奇模/偶模阻抗:较少见,需根据具体设计需求调整。
4. 关键影响因素
传输线几何参数:线宽(W)、线距(S)、介质厚度(H)等。
介质材料参数:介电常数(εr)是核心指标,FR4的εr约为4.2-4.8。
参考平面设计:参考平面的完整性直接影响返回电流路径。
5. 设计工具
阻抗计算工具:如SI9000、在线计算工具等,可辅助精确计算阻抗参数。
PS: 设计参数仅供参考