Cadence PCB SI的特性阻抗變化因素

1、在進(jìn)行PCB SI的PCB設(shè)計(jì)時(shí)，理解PCB特性阻抗是非常重要的。這次，我們對PCB特性阻抗進(jìn)行基礎(chǔ)說明之外，還說明Allegro的阻抗計(jì)算原理以及各參數(shù)和阻抗的關(guān)系。

2、什么是PCB特性阻抗？

2.1、傳送線路的電路特性
在高頻率(MHz)信號中，把傳送回路作為電路。

2.1.1、電阻R
電阻R是指普通的導(dǎo)線帶有的歐姆電阻。R=ρ?L/S　[Ω](S:橫截面面積[m2]，L:導(dǎo)體長[m]，ρ:金屬(銅)的電阻率[Ω*m])。在高頻頻域范圍內(nèi)的話，根據(jù)表面效果和集合效果的影響，集中在導(dǎo)體表面電流流動，會使上面公式中的阻值變得更大。

2.1.2、電容C
電容C是指積蓄在導(dǎo)體間電荷的量。C=ε(S/d)[F](ε:介電常數(shù)，S:導(dǎo)體的橫截面積，d:導(dǎo)體間的距離)

2.1.3、電感L
電流流動的導(dǎo)線必定有磁通量發(fā)生，根據(jù)這個(gè)產(chǎn)生的自感。L=0.002S[2.3lg(2s/w+t)+0.5][μH]S:導(dǎo)線長度(cm)W:導(dǎo)線寬度(cm)t:導(dǎo)線厚度(cm)

2.1.4、電導(dǎo)G
物體傳導(dǎo)電流的本領(lǐng)叫做電導(dǎo)。對導(dǎo)體間的介電特性的反抗成分，表示容易電流的程度。
G=1/R

2.2、阻抗和PCB特性阻抗的不同？

阻抗
表示電路部分對交變電信號流通產(chǎn)生的阻力，是傳輸線上輸入電壓對輸入電流的比率值
Z=V(x)/I(x)

PCB特性阻抗
特征阻抗是指信號沿傳輸線傳播時(shí)，信號看到的瞬間阻抗的值。簡單地講，無限長傳輸線上各處的電壓與電流的比值定義為傳輸線的PCB特性阻抗。Z0=√((R+jωL)/(G+jωC))≒√(L/C)(R<<ωL，G<<ωC)

3、Allegro的PCB特性阻抗計(jì)算原理

3.1、在LayoutCrossSection中阻抗計(jì)算
PCB SI菜單的Setup>Cross-section

<單線的PCB特性阻抗計(jì)算方法>

1、設(shè)定層結(jié)構(gòu)和材料物質(zhì)。

2、Width欄輸入線寬的話，在Impedance欄會計(jì)算出PCB特性阻抗。(Impedance輸入目標(biāo)阻抗的話，則會計(jì)算線寬。)

<差分阻抗>

1、勾選DifferentialMode

2、設(shè)定層結(jié)構(gòu)和材料物質(zhì)。

3、CouplingType設(shè)定結(jié)合類型。(NONE:不耦合，EDGE:同層耦合，BROADSIDE:鄰接層耦合)

4、因?yàn)樵O(shè)定線寬的話，確定差分阻抗或者spacing任何一個(gè)，選擇Spacing單擊OK按鈕，差分阻抗被計(jì)算。

(如果想指定差分阻抗的，設(shè)定DiffZ0，調(diào)節(jié)線寬和spacing。)

―參考1―
層結(jié)構(gòu)計(jì)算過阻抗之后，可以通過PCBEditor菜單的File>Export>Techfile技術(shù)文件進(jìn)行保存，再利用。根據(jù)這個(gè)，可以通過程序庫管理本公司阻抗PCB設(shè)計(jì)的經(jīng)驗(yàn)技術(shù)。

3.2、在ElectricalConstraints中計(jì)算阻抗
PCBEditor菜單的Setup>Constraint單擊Electricalconstraintsets按鈕，選擇DiffPairValuetab，并且單擊Calculator按鈕。

能用上述方法計(jì)算差動阻抗時(shí)，層結(jié)構(gòu)LayoutCrossSection是已經(jīng)設(shè)定，不能修改的。

3.3、在ViewTraceModelParameters中計(jì)算阻抗
SigXplorer菜單的Edit>AddPart，ModelTypeFilter選擇Interconnect，選擇想使用的傳送線路模型，界面配置。

1、以SigXplorer畫面的參數(shù)界面，設(shè)定層構(gòu)成和材料屬性，線寬和線距。

2、以SigXplorer畫面的參數(shù)界面，在對象模型的地方進(jìn)行單擊右鍵，選擇ViewTraceParameters。