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阻抗计算说明

导读: 一直有很多人问我阻抗怎么计算的。 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便。如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教!

  给初学者的

  一直有很多人问我阻抗怎么计算的。 人家问多了,我想给大家整理个材料,于己于人都是个方便。如果大家还有什么问题或者文档有什么错误,欢迎讨论与指教!

  在计算阻抗之前,我想很有必要理解这儿阻抗的意义

  传输线阻抗的由来以及意义

  传输线阻抗是从电报方程推导出来(具体可以查询微波理论)

  如下图,其为平行双导线的分布参数等效电路:

  

  从此图可以推导出电报方程

  

  取传输线上的电压电流的正弦形式

  

  得

  

  推出通解

  

  

  定义出特性阻抗

  

  无耗线下r=0, g=0 得

  

  注意,此特性阻抗和波阻抗的概念上的差异(具体查看平面波的波阻抗定义)

  

  特性阻抗与波阻抗之间关系可从 此关系式推出。

  Ok,理解特性阻抗理论上是怎么回事情,看看实际上的意义,当电压电流在传输线传播的时候,如果特性阻抗不一致所求出的电报方程的解不一致,就造成所谓的反射现象等等。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。

  叠层(stackup)的定义

  我们来看如下一种stackup,主板常用的8 层板(4 层power/ground 以及4 层走线层,sggssggs,分别定义为L1, L2…L8)因此要计算的阻抗为L1,L4,L5,L8

  

  下面熟悉下在叠层里面的一些基本概念,和厂家打交道经常会使用的

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