【轉(zhuǎn)】兩層板（雙面板）如何控制50歐特性阻抗的設(shè)計(jì)技巧

我們都知道,在射頻電路的設(shè)計(jì)過程中,走線保持50歐姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi產(chǎn)品的射頻電路設(shè)計(jì)過程中,由于工作頻率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就顯得更加重要了。如果特性阻抗沒有很好的控制在50歐姆,那么將會(huì)給射頻工程師的工作帶來很大的麻煩。

什么是特性阻抗?

是指當(dāng)導(dǎo)體中有電子”訊號(hào)”波形之傳播時(shí),其電壓對電流的比值稱為”阻抗Impedance”。由于交流電路中或在高頻情況下,原已混雜有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是簡單直流電的”歐姆電阻”(OhmicResistance),故在電路中不宜再稱為”電阻”,而應(yīng)改稱為”阻抗”。不過到了真正用到”Impedance阻抗”的交流電情況時(shí),免不了會(huì)造成混淆,為了有所區(qū)別起見,只好將電子訊號(hào)者稱為”特性阻抗”。電路板線路中的訊號(hào)傳播時(shí),影響其”特性阻抗”的因素有線路的截面積,線路與接地層之間絕綠材質(zhì)的厚度,以及其介質(zhì)常數(shù)等三項(xiàng)。目前已有許多高頻高傳輸速度的板子,已要求”特性阻抗”須控制在某一范圍之內(nèi),則板子在制造過程中,必須認(rèn)真考慮上述三項(xiàng)重要的參數(shù)以及其它配合的條件。

兩層板如何有效的控制特性阻抗?

在四層板或者六層板的時(shí)候,我們一般會(huì)在頂層(top)走射頻的線,然后再第二層會(huì)是完整的地平面,這樣頂層和第二層的之間的電介質(zhì)是很薄的,頂層的線不用很寬就可以滿足50歐姆的特性阻抗(在其他情況相同的情況下,走線越寬,特性阻抗越小)。

但是,在兩層板的情況下,就不一樣了。兩層板時(shí),為了保證電路板的強(qiáng)度,我們不可能用很薄的電路板去做,這時(shí),頂層和底層(參考面)之間的間距就會(huì)很大,如果還是用原來的辦法控制50歐姆的特性阻抗,那么頂層的走線必須很寬。例如我們假設(shè)板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常規(guī)的做法,在Polar中設(shè)計(jì),如下圖

線寬70mil,這是一個(gè)近乎荒謬的結(jié)論,簡直令人抓狂。在2.4GHz或者5GHz頻段,各種元件的引腳都是很小的,70mil的走線是無法實(shí)現(xiàn)的,于是,我們必須尋找另外一種解決方案。

運(yùn)行Polar軟件,選擇Surface Coplanar Line這個(gè)模型,如下圖

令Height(H)=39.6mil, Track(W)=30mil, Track(W1)=30mil, Ground Plane處打勾,Thickness=1OZ=1.4mil, Separation(S)=7mil, Dielectric(Er)=4.2, 如下圖

然后點(diǎn)擊“Press To Caculate”,在彈出的對話框中點(diǎn)擊“Continue”,如下圖

最終,我們計(jì)算出這種情況下的傳輸線特性阻抗為52.14歐姆,符合要求,如下圖:

這樣,我們采用Surface Coplanar Line這種模型,就可以很好的控制兩層板(雙面板)的特性阻抗,在上面的例子中,我們使用30mil的線寬就可以獲得50歐姆的特性阻抗

___________________________________________________________________________________

手機(jī)布線寬度?匹配50歐!
      如果是6層板!走線寬度L1=mil?L2=mil?L4=mil?各為多少?
   如果是8層板!走線寬度L1=mil?L2=mil?L5=mil?各為多少?
用阻抗線軟件算一下就行,或和板廠的計(jì)算至有差異,主要是介質(zhì),及層間厚度,可以問板廠索取這些資料。
最好和PCB廠家聯(lián)系一下,根據(jù)材料的介電常數(shù)、層疊厚度計(jì)算。
最好要PCB廠給出板子的參數(shù),什么類型的板子?每層間距?銅皮厚度…………………………這樣輸入到阻抗計(jì)算軟件里就出來了,不過好多東西還是要經(jīng)驗(yàn)的,例如:FR4-PCB的Er取多少呢?等等

我來回答:FR4的Er一般為3.8~4.3,我取4.2,6層板的板厚一般為0.8mm,8層板一般為1mm,首先你要保證板厚,然后根據(jù)軟件的W,H,T,Er來計(jì)算阻抗。你是先知道50ohm阻抗的,然后推算其中的H和W,T一般取1mil,整個(gè)板子應(yīng)該是對稱結(jié)構(gòu)。一般經(jīng)驗(yàn)值microtrip為4~5mil,PA以后到天線部分為8milYISH\\

8mil以上。stripline要根據(jù)是否挖銅來計(jì)算。不挖銅就是軟件的對稱帶狀線計(jì)算方法。一般內(nèi)層信號(hào)的會(huì)衰減。

8mil不對!要考慮到是否挖銅!還有每層寬都不同!

介質(zhì)厚度、銅箔厚度沒有定論,看你設(shè)計(jì)時(shí)怎么安排了。8層為例,一般銅箔1/3OZ或1/2OZ,兩側(cè)RCC介質(zhì)0.07mm,FR4和core厚度也可選,具體看廠家參數(shù)了。

俺不懂原理

RF信號(hào)阻抗要控制在50ohm+/-10%:

個(gè)人經(jīng)驗(yàn)線寬:

微帶線:8層板  18MIL   6層板  12MIL

帶狀線:8層板  6MIL     6層板  5MIL

請批評指正!

請問上面的微帶線和帶狀線在layout中你怎樣去設(shè)計(jì)和區(qū)分?

其實(shí)在設(shè)計(jì)pcb走線的時(shí)候我們首先就可以控制它的阻抗一般阻抗控制再50ohm以內(nèi)的話線寬設(shè)置是20mil,pcb材料一般是用FR4.介電常數(shù)是3.8-4.3,板厚是1mm。銅箔厚度是35um~70um