如果一点参考地都没有,你猜猜还能不能控到阻抗呢?

来源:一博科技 时间:2022-7-6 类别:微信自媒体
作者:一博科技高速先生成员 黄刚


作为一个SI工程师,PCB设计工程师甚至是硬件工程师和测试工程师,计算传输线阻抗肯定属于必备技能之一。高速先生也在前面的很多期文章里讲过阻抗计算的理论和实践,在这里再一起复习一下,传输线的阻抗主要和以下几个因素相关,阻抗和线宽成反比、和介质的介电常数成反比、和线间距(如果是差分线)成正比、和参考平面的距离成正比。今天要说的因素就是距离参考平面的距离了!


我们用阻抗计算软件来研究下这个传输线阻抗和参考平面距离的关系哈,把一对差分线的线宽设为5mil,线间距为9mil,介质的介电常数定为4,也就是普通FR4的水平了。这个时候我们在带状线的模型上,可以轻松通过控制距离参考平面的距离来达到阻抗100欧姆的目标。此时上下的厚度分别为5mil和6.1mil,阻抗就能算到100欧姆了。


恩,很简单,那再换一种,如果是像下面这样呢?只有下面的一层地平面作为参考平面,然后上面的地没有了,只有介质在上面,这种叫嵌入式微带线。


当然,我们通过改变H1和H2的距离,肯定也能算到阻抗为100欧姆,毕竟还是有参考平面的嘛。这个时候H1和H2的数值调整一下,也很简单的算到100了。


那我们慢慢的就进入到了本文的核心内容了哈,如果连下面的地平面都没有了,你猜猜还能控制到100欧姆的差分阻抗吗?


是不是很有思考的空间呢?按照阻抗和参考距离的理论来说,连参考平面都没有了,也就是H无穷大,肯定是不可能控制到阻抗的嘛,阻抗还不飞上天?


在大家思考的过程中,高速先生团队的确就遇到了一个客户,这个客户一反常态,觉得可以!我能控得到!


没错,客户说的这种,正是高速先生刚刚问你们的这种。这个客户的应用场景是FPC软板,是在单面软板上面的走线,上面有coverlay覆盖,其实就相当于上面是一层胶,下面也是介质,上下都没有地平面,而且客户通过这个模型是能够算出100欧姆的差分阻抗的!


高速先生通过相关阻抗计算软件,的确还真的是能算出100欧姆阻抗,例如这种情况下。

线宽12mil,线间距4.7mil。


高速先生就突然来了兴趣了,心想着用2D仿真软件肯定不可能验证出来了,只能上到3D的仿真软件,于是根据客户的参数唰的一下就把这个传输线模型建出来了。


设置好仿真的参数之后,把这个模型跑起来。


跑出来了,立马看看阻抗的仿真结果,咦!!!它是真的能控制到阻抗耶。。。


顺便看看插损,没想到在没有地平面的情况下,不仅控制到了差分线阻抗,居然损耗在高频的也能够做得那么线性!


没有地平面的帮助,这对差分线居然也能够稳稳的控制到了阻抗???这看起来真的是有点不可思议,它到底是怎么做到的,为什么能做到呢?那么有思考价值的问题,肯定要作为本期的问题来让大家畅所欲言了哈,高速先生根据粉丝们的答案再决定是否在下篇的文章展开来讲了哦!

问题来了:
为什么没有参考地平面的情况下,差分线也能控到100欧姆阻抗呢?
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