详解Polar Si 软件计算阻抗
polar计算阻抗
【原创】使用polar 工具计算阻抗！以一个四层板为例，四层板的一般叠层为topgnd02power03bottom从四层板的叠层来看是由两个信号层加平面层组成。
详细计算步骤如下：☆1. 打开polar 公司的阻抗计算工具如下图：我们先选择模版，由于是两个信号加平面，我们只要计算一个信号加平面就可以了，选择的模版如下图：☆2. 接下来就是参数的选择，一般单线阻抗为 50 ohm,差分线阻抗为100 ohm,H为绝缘介质高度，W,W1为线宽，T为铜厚(内层铜厚一般为1.4MIL,TOP层和BOTTOM层铜厚一般为2.0mil,),介质(FR-4)Er一般为4.3.先确定单线阻抗再计算差分线阻抗,如下图计算的单线阻抗☆3. 根据单线计算出来的高度后,接下来计算差分线阻抗,差分线模版如下图上图中S为差分线间距(注意S<2W),计算差分线阻抗如下图,☆4. 单线,差分线阻抗计算好后,接下来算层叠厚度,假设客户给定板厚为1.6mm.计算如下图TOP和Bottom层的厚度一般用1.7mil计算，因为那个与最小的孔和板厚有点关，再就是厂商有关，当然要过大电流当然要厚点了。
中间层的厚度，如果要通过的电流正常的话，一般会选用35um的。
差动的阻抗其实选用情况也差不多。
也是选有上面有覆盖的那个，和中间不对称的那个edge-coupled coated microstrip 和edge-coupled offset microstrip两个计算的。
有点要注意,一般四层板只有一个介质层,两层PC料,(板厂默认压层工艺)所以介电常数是不一样的.我下了软件看了很久，还是有几点不明白：1、内层铜厚不是按照1.4MIL计算的吗？那下面怎么按照2.0MIL来计算？2、计算单线阻抗的时候，是不是定下来线宽，铜厚等，再来确定绝缘介质高度？3、两个平面之间的距离1H=1.6*39.37-2*(2.0+3.72+1.4)=48.752MIL，这个公司怎么得出？不解之处请指点楼上的问题我大概知道：1. 因为表层（top和bottom）的铜厚度是2.0mil的，所以用2.0算的；电源跟地平面是参考平面，所以走线的平面只在top和bottom层，计算的是top和bottom层走线的阻抗，当然用2.0算啦；2. 单线阻抗跟线宽，铜厚、导电系数和高度相关，确定顺序看需要吧，好像没有一定要先定哪个后定哪个之说；3. 1mil=0.0254mm，即1mm=39.37mil；所以式子里有1.6*39.37，单位是mil。
polar si9000阻抗计算教程
主题：阻抗计算公式、polar si9000(教程)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Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz(盎司 )=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下介电常数(DK)的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度. 在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线先来计算微带线的特性阻抗,由于top 层和bottom 层对称,只需要计算top 层阻抗就好的,采用polar si6000,对应的计算图形如下:在计算的时候注意的是:1,你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)2,各厂家的制程能力不一致,因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认3,表层采用coated microstrip 计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surface microstrip 计算,但是也有厂家采用surface microstrip 来计算的,它是经过校准的4,w1 和w2 不一样的原因在于pcb 板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯形的感觉(当然不完全是)5,在此没计算出精确的60Ohm 阻抗,原因是实际制程的时候厂家会稍微改变参数,没必要那么精确,在1,2ohm 范围之内我是觉得没问题6,h/t 参数对应你可以参照叠层来看再计算出L5 的特性阻抗如下图记得当初有各版本对于stripline 还有symmetrical stripline 的计算图,实际上的差异从字面来理解就是symmetrical stripline 其实是offset stripline 的特例H1=H2 在计算差分阻抗的时候和上面计算类似,除所需要的通过走线阻抗要求来计算出线宽的目标除线宽还有线距,在此不列出选用的图是在计算差分阻抗注意的是:1,在满足DDR2 clock 85Ohm~1394 110Ohm 差分阻抗的同时又满足其单端阻抗,因此我通常选择的是先满足差分阻抗(很多是电流模式取电压的)再考虑单端阻抗(通常板厂是不考虑的,实际做很多板子,问题确实不算大,看样子差分线还是走线同层同via 同间距要求一定要符合)----------谨以此文怀念初学SI 的艰苦岁月特性阻抗公式(含微带线,带状线的计算公式)a.微带线(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W为线宽，T为走线的铜皮厚度，H为走线到参考平面的距离，Er是PCB板材质的介电常数(dielectric constant)。
关于使用Polar软件进行扫频计算
关于使⽤Polar软件进⾏扫频计算关于使⽤Polar软件进⾏扫频计算⽹友提问：Polar软件怎么进⾏扫频计算阻抗。
本来不想在这⾥写软件的使⽤，但好⼏个⼈问到这个问题，就写⼀个简单的步骤吧。
打开软件，界⾯看到了吧，找到微带线，下图。
下⾯有两个标签页：lossless calculation 和frequency dependent calculation。
打开lossless calculation，点⼀下就是了。
进到这个界⾯设置⼀下参数。
这个不⽤说了吧，SI中最基本的东西，阻抗和什么有关，图形右侧这些参数写的很清楚。
⽤⿏标砸⼀下More按钮上⾯的那个Calculation，别把屏幕弄坏了，呵呵。
阻抗值出来了，50.94欧姆。
打开这个标签：frequency dependent calculation，在界⾯的底下呢。
右上⾓参数表变了，见下图，看到⾥⾯的东西了吧，从上到下依次是：⾛线长度，电导率，损耗⾓正切值，信号上升时间，最⼤最⼩频率，频率步长，计算S参数的频率步长。
想计算那个频段的就设置⼀下。
设置好了就calculation，这个界⾯就⼀个calculation按钮。
显⽰曲线那个图框上⾯有⼀排按钮，选Graph，其他的都是数据表。
图形右侧有个Graph settings，下拉列表是这样的。
选Impedence magnitude看看出的是什么图形。
基板材料、损耗及Si9000e应⽤当权衡成本与信号完整性能⼒时, 如何运⽤Si9000e进⾏最佳的材料选择?选择最适当的⾼速数位应⽤PCB材料您还记得选择PCB材料很简单的那个时候吗? 研磨机应⽤, 就选择”⾹草”味道的FR4, 如果是⾼速应⽤, 或许就选择陶瓷型芯或PTFE型基材; 当这2项选择仍存在於市场极端时, 过去这⼏年, 已⽬睹了⼀股”中间市场”的新潮流- 芯及胶⽚材料- 吸引⼈地提供增加的⾼速性能及⽐特殊材料更出⾊的处理⽅法。
上述所有材料在市场上都各得其所, 然⽽, 不仅是EE将新设计的”平台规格”组合在⼀起, PCB制造⼚也须负责具体实现, 两者都得⾯对令⼈困惑的⼀系列材料- 混和着各种选择, /doc/f3312a55caaedd3383c4d3ea.html 从简单处理到可靠度的要求, 以及之後的信号完整性能⼒。
Polar SI9000专业计算阻抗软件
一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.1.外层特性阻抗模型:2.内层特性阻抗模型:3.外层差分阻抗模型:4.内层差分阻抗模型:5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分有:0.10MM ,0.15MM, 0.2MM , 0.25MM. 0.3MM, 0.4MM, 0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其总厚度是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其总厚度就是0.2MM,它的介质厚度应为:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM.半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度为:106为0.04MM,1080为0.06MM,2116为0.11MM,7628为0.19MM.当我们计算层叠结构时候通常需要把几张PP叠在一起,例如:2116+106,其厚度为0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度为0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下几点:一、一般不允许4张或4张以上PP叠放在一起,因为压合时容易产生滑板现象.二、7628的PP一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观.三、另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象.后续我会把一些常用的芯板以及各种组合的PP厚度汇总给大家,以便学习用Polar软件计算阻抗及层叠结构时使用! 四,怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗:首先应知道是特性阻抗还是差分阻抗,具体阻抗线在哪些信号层上,阻抗线的参考面是哪些层?其次根据文件选择正确的阻抗模型来计算阻抗,最后通过调整各层间的介质厚度,或者调整阻抗线的线宽及间距来满足阻抗及板厚的要求!4五,举例说明怎样使用Polar Si9000计算阻抗及设计层叠结构:1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。
详解怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗及如何设计层迭结构.
一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包括:Si6000,Si8000,及Si9000.二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.7 g1 B: b4 A+ [0 W, d# X1.外层特性阻抗模型:3 c7 ?" ~0 m8 G& X3 k% }2.内层特性阻抗模型:. k2 r/ N# G* I, U. d3 `# [! F3.外层差分阻抗模型:; h+ Z: ?3 B9 w/ S2 t8 J2 _9 S# h& X( k4 _4.内层差分阻抗模型:* N8 N+ D9 F# r0 F8 h" k0 s# @1 V) z* |' X- k7 E5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),8 a& L7 C2 a5 e; M9 A( @每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分有:0.10MM ,0.15MM,,0.2MM ,,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其总厚度是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其总厚度就是0.2MM,它的介质厚度应为:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM.半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度为:106为0.04MM,1080为0.06MM,2116为0.11MM,7628为0.19MM.( u4 f% A8 v4 f* M% u当我们计算层叠结构时候通常需要把几张PP叠在一起,例如:2116+106,其厚度为0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度为0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下几点:1,一般不允许4张或4张以上PP叠放在一起,因为压合时容易产生滑板现象.2,7628的PP一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观.3,另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象.后续我会把一些常用的芯板以及各种组合的PP厚度汇总给大家,以便学习用Polar软件计算阻抗及层叠结构时使用!四,怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗:( E& A* }* x4 X首先应知道是特性阻抗还是差分阻抗,具体阻抗线在哪些信号层上,阻抗线的参考面是哪些层?其次根据文件选择正确的阻抗模型来计算阻抗,最后通过调整各层间的介质厚度,或者调整阻抗线的线宽及间距来满足阻抗及板厚的要求!( S6 t; o* g8 n五,举例说明怎样使用Polar Si9000计算阻抗及设计层叠结构:1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。
阻抗控制计算 Polar si
1.0OZ 1.4
6
4.2
1.0OZ 1.4
2116
6
4.6
1.0OZ 1.4
0.8
3.8
TOL: 48.8
V
在計算 工具中 輸入參
UNIT:MIL
2V8_RFDIG
CM306 0.01U/25V
1
2
1
1V5_RTC
LM44 1U/GNLE1610P
1
2
CM307 0.01U/25V
Shielded by DGND
P1 H10
J4 K4 J5 K5
GRFRST RESET CLKACQ_I CLKACQ_O SIGNMAG_I SIGNMAG_O
GND_RF
GND_RF GND_RF GND_RF GND_RF GND_RF GND_RF
UM24B GSC3f /LP-7979
RFPWRUP AGCPWM
XTAL_I XTAL_O
L7 GND_RF
N2 GND_RF
2
L8 L9
P5 P7 L4 L5 L6
N8 N7 N6 N5 N4 N3
N10 N9
thickness Er
0.8
3.8
1.0OZ 1.4
2116
6
4.6
1.0OZ 1.4
6
4.2
1.0OZ 1.4
2116
4
4
1.0OZ 1.4
4
4
1.0OZ 1.4
2116
4
4
2P2/50V
1
2
LM45
3N6/GTHP
2
1
UM25 SAW 1G5 1 IN G2 4
关于阻抗计算的说明
阻抗计算说明一、使用软件polar –SI8000二、常用的有以下四种模块，详细说明见下图：1、外层单端:Coated Microstrip 1BH1:介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚。
为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度) Er1:PP片的介电常数(我司取值为：4.2)W1:阻抗线下线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W+0.5mil)W2:阻抗线上线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W-0.5mil)T1:成品铜厚（如：外层铜箔0.33OZ，电镀后完成铜厚约1.8mil）C1:基材的绿油厚度(我司取值按1.0MIL)C2:铜皮或走线上的绿油厚度(我司取值按0.4MIL)Cer:绿油的介电常数(我司取值按4.2)Zo:由上面的参数计算出来的理论阻值2、外层差分:Edge-Coupled Coated Microstrip 1BH1:介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚。
为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度) Er1:PP片的介电常数(我司取值为：4.2)W1:阻抗线下线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W+0.5mil)W2:阻抗线上线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W-0.5mil)S1:阻抗线间距(客户原稿)T1:成品铜厚（如：外层铜箔0.33OZ，电镀后完成铜厚约1.8mil（1.3OZ））C1:基材的绿油厚度(我司取值按1.0MIL)C2:铜皮或走线上的绿油厚度(我司取值按0.4MIL)C3:基材的绿油厚度(我司取值按1.0MIL)Cer:绿油的介电常数(我司取值按4.2)Zo:由上面的参数计算出来的理论阻值3、内层单端:Offset Stripline 1B1AH1:介质厚度(PP片或者板材,不包括铜厚，为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度)Er1:PP片的介电常数(我司取值为：4.2)H2:介质厚度(PP片或者板材、光板,包括铜厚，为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度) W1:阻抗线下线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W+0.5mil)W2:阻抗线上线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W-0.5mil)S1:阻抗线间距T1:成品铜厚（如HOZ，由于内层没有电镀，故铜厚直接取0.7mil（HOZ））C1:基材的绿油厚度(我司按1.0MIL)C2:铜皮或走线上的绿油厚度(0.4MIL)C3:基材上面的绿油厚度(1.0MIL)Cer:绿油的介电常数(我司取值按4.2)注：内层一般有两个参考层，参考层一般为相邻的大铜面4、内层差分:Edge-Couled Offset Stripline 1B1AH1:介质厚度(PP片或者光板,不包括铜厚，为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度)Er1:H1厚度PP片的介电常数(我司取值为：4.2)H2:介质厚度(PP片或者板材、光板,包括铜厚，为阻抗线所在层别到参考层之间的介质厚度) Er2:H2厚度PP片的介电常数(P片4.2MIL)W1:阻抗线下线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W+0.5mil)W2:阻抗线上线宽(假设客户要求线宽为W，则W1=W+0.5mil)S1:客户要求的线距T1:成品铜厚（如HOZ，由于内层没有电镀，故铜厚直接取0.7mil（HOZ））Zo:由上面的参数计算出来的理论阻抗值注：内层一般有两个参考层，参考层一般为相邻的大铜面。
阻抗计算公式、polar-si9000(教程)
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Oz 的概念Oz 本来是重量的单位Oz(盎司)=28.3 g(克)在叠层里面是这么定义的,在一平方英尺的面积上铺一盎司的铜的厚度为1Oz,对应的单位如下介电常数(DK)的概念电容器极板间有电介质存在时的电容量Cx 与同样形状和尺寸的真空电容量Co之比为介电常数：ε = Cx/Co = ε'-ε"Prepreg/Core 的概念pp 是种介质材料,由玻璃纤维和环氧树脂组成,core 其实也是pp 类型介质,只不过他两面都覆有铜箔,而pp 没有.传输线特性阻抗的计算首先,我们来看下传输线的基本类型,在计算阻抗的时候通常有如下类型: 微带线和带状线,对于他们的区分,最简单的理解是,微带线只有1 个参考地,而带状线有2个参考地,如下图所示对照上面常用的8 层主板,只有top 和bottom 走线层才是微带线类型,其他的走线层都是带状线类型在计算传输线特性阻抗的时候, 主板阻抗要求基本上是:单线阻抗要求55 或者60Ohm,差分线阻抗要求是70~110Ohm,厚度要求一般是1~2mm,根据板厚要求来分层得到各厚度高度. 在此假设板厚为1.6mm,也就是63mil 左右, 单端阻抗要求60Ohm,差分阻抗要求100Ohm,我们假设以如下的叠层来走线先来计算微带线的特性阻抗,由于top 层和bottom 层对称,只需要计算top 层阻抗就好的,采用polar si6000,对应的计算图形如下:在计算的时候注意的是:1,你所需要的是通过走线阻抗要求来计算出线宽W(目标)2,各厂家的制程能力不一致,因此计算方法不一样,需要和厂家进行确认3,表层采用coated microstrip 计算的原因是,厂家会有覆绿漆,因而没用surface microstrip 计算,但是也有厂家采用surface microstrip 来计算的,它是经过校准的4,w1 和w2 不一样的原因在于pcb 板制造过程中是从上到下而腐蚀,因此腐蚀出来有梯形的感觉(当然不完全是)5,在此没计算出精确的60Ohm 阻抗,原因是实际制程的时候厂家会稍微改变参数,没必要那么精确,在1,2ohm 范围之内我是觉得没问题6,h/t 参数对应你可以参照叠层来看再计算出L5 的特性阻抗如下图记得当初有各版本对于stripline 还有symmetrical stripline 的计算图,实际上的差异从字面来理解就是symmetrical stripline 其实是offset stripline 的特例H1=H2在计算差分阻抗的时候和上面计算类似,除所需要的通过走线阻抗要求来计算出线宽的目标除线宽还有线距,在此不列出选用的图是在计算差分阻抗注意的是:1,在满足DDR2 clock 85Ohm~1394 110Ohm 差分阻抗的同时又满足其单端阻抗,因此我通常选择的是先满足差分阻抗(很多是电流模式取电压的)再考虑单端阻抗(通常板厂是不考虑的,实际做很多板子,问题确实不算大,看样子差分线还是走线同层同via 同间距要求一定要符合)特性阻抗公式(含微带线,带状线的计算公式)a.微带线(microstrip)Z={87/[sqrt(Er+1.41)]}ln[5.98H/(0.8W+T)] 其中，W为线宽，T为走线的铜皮厚度，H为走线到参考平面的距离，Er是PCB板材质的介电常数(dielectric constant)。
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一,首先给大家介绍一下Polar软件,Polar是专业计算阻抗的软件,其版本包
括:Si6000,Si8000,及Si9000.
二,其次给大家介绍常见的几种阻抗模型:特性阻抗,差分阻抗,共面性阻抗.
1.外层特性阻抗模型:
2.内层特性阻抗模型:
3.外层差分阻抗模型:
4.内层差分阻抗模型:
5.共面性阻抗模型:包括(1)外层共面特性阻抗，(2)内层共面特性阻抗，(3)外层共面差分阻抗，(4)内层共面差分阻抗.
三,再次给大家介绍一下芯板(即Core)及半固化片(即PP),
每个多层板都是由芯板和半固化片通过压合而成的,普通的FR-4板材一般有:生益,建滔,联茂等板材供应商.生益FR-4的芯板根据板厚来划分
有:0.10MM ,0.15MM,,0.2MM ,,0.25MM.0.3MM,0.4MM,0.5MM等,包括有H/HOZ,1/1OZ,等这里有一点需要大家特别注意:含两位小数的板厚是指不含铜的厚度,只有一位小数指包括铜的总厚度,例如:0.10MM 1/1OZ的芯板,其0.10MM是指介质的厚度,其总厚度应为
0.10MM+0.035+0.035MM=0.17MM,再如:0.15MM 1/1OZ的芯板,其总厚度
是:0.15MM+0.035MM+0.035MM=0.22MM,而0.2MM 1/1OZ的芯板,其总厚度就是0.2MM,它的介质厚度应为:0.2MM-0.035MM-0.035MM=0.13MM.
半固化片(即PP),一般包括:106,1080,2116,7628等,其厚度为:106为
0.04MM,1080为0.06MM,2116为0.11MM,7628为0.19MM.
当我们计算层叠结构时候通常需要把几张PP叠在一起,例如:2116+106,其厚度为0.15MM,即6MIL;1080*2+7628,其厚度为0.31MM,即12.2MIL等.但需注意以下几点:1,一般不允许4张或4张以上PP叠放在一起,因为压合时容易产生滑板现象.2,7628的PP一般不允许放在外层,因为7628表面比较粗糙,会影响板子的外观.3,另外3张1080也不允许放在外层,因为压合时也容易产生滑板现象.
后续我会把一些常用的芯板以及各种组合的PP厚度汇总给大家,以便学习用Polar软件计算阻抗及层叠结构时使用!
四, 怎样使用Polar Si9000软件计算阻抗:
首先应知道是特性阻抗还是差分阻抗,具体阻抗线在哪些信号层上,阻抗线的参考面是哪些层?其次根据文件选择正确的阻抗模型来计算阻抗,最后通过调整各层间的介质厚度,或者调整阻抗线的线宽及间距来满足阻抗及板厚的要求!
五,举例说明怎样使用Polar Si9000计算阻抗及设计层叠结构:
1.四层板板厚1.6MM,外层信号线要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.其设计结构详见:4层板1.6MM阻抗设计.jpg,其中H1代表的是信号层与参考层之间的介质厚度,即L1与L2之间的厚度为3.2MIL,Er1为板材的介电常数,FR-4通常为4.2-4.6,W1称为下线宽，W2称为上线宽,一般认为W1=W+0.5MIL,W2=W-0.5MIL,S1(注意S1<2W)为两根差分线之间的间距(指线边缘与线边缘之间距离),T1信号层的成品铜厚，外层1OZ=1.4MIL,而内层考虑的蚀刻的因素，我们通常认为内层1OZ=1.2MIL,而0.5OZ=0.6MIL。
Zdiff为阻抗值。
Calculate为计算按钮，各因素是可以互相推算的,例如我们要控制50欧姆的阻抗,线宽为
5MIL,H1需要多少呢？在Polar软件中找到特性阻抗模型,把相应要求值写上去，再按H1后面的Calculate为计算按钮，H1的值就计算出来了.大家可以利用Calculate为计算按钮去相互推算试一下。
其中3.2MIL是由两张106的PP组合而来,48.42MIL指的是1.3MM 1/1OZ的芯板的介质厚度,具体是这样得来:1.3MM-0.035X2)X39.37=48.42MIL.一般层压厚度需比成品板厚小0.1MM左右，例如成品板厚1.6MM,而我们计算层压厚度一般不也许大于1.5MM,此结构的层压厚度为:0.08MM+1.3MM+0.08MM+0.035MM(铜厚)=1.495MM.即刚好满足成品板厚1.6MM 的要求。
2.六层板板厚1.2MM,信号层要求控制50欧姆特性阻抗和100欧姆差分阻抗.具体详见:6层板1.2MM阻抗设计1.jpg和6层板1.2MM阻抗设计2.jpg,阻抗模型中
H2=29.94MIL是怎样得来？5.1+1.2+22.44+1.2=29.94MIL,其中22.44MIL即由3张7628的PP组合,0.19MMX3=0.57MMX39.37=22.44MIL,所以其层压厚度
为:0.08MMX2+0.2MMX2+0.49MM+0.035MM=1.085MM.(纠正一个错误:层压结构中0.57MM应改为0.49MM),成品板厚才是1.2MM.0.49MM是由7628*2+2116组合.
六,现给大家提供Polar Si9000 V7.1下载地址及安装方法:
下载地址: 亮腾资讯网
SI9000 V7.1 阻抗计算软件也称PCB叠层阻抗工具SI9000 V7.1
A：点击setup.exe安装完毕。
B：打开SI9000，指定\Crack\si9000.lic的路径后即可破解成功。
Si9000m是全新的边界元素法场效解算器，建立在我们熟悉的早期Polar阻抗设计系统易于使用的用户界面之上。
Si9000m增加了增强型建模功能，以便预测多介质PCB层的最终阻抗，同时考虑到邻近差动结构之间的介电常数差异。
建模时常常忽略了表面涂层，Si9000m模拟涂层与表面线路之间的阻焊厚度。
这是一种更好的解决方案，可根据电路
板采用的特殊阻焊方法进行定制。
新的Si9000m还提取偶模阻抗和共模阻抗。
（偶模阻抗是当两条传输线对都采用相
同量值、相同极性的信号驱动时，传输线一边的特性阻抗。
）在USB2.0和LVDS等高速系统中，越来越需要控制这些
特征阻抗。
七,怎样正确选择阻抗模型:
大家在计算阻抗时，首先要选择正确的阻抗模型是非常重要的！那么怎样选择正确的阻抗模型呢？首先我们必须了解每一个模型所代表的意思，什么情况下采用这种模型?
1.外层特性阻抗模型:外层特性阻抗模型是外层线路中某根线需要控制一般为50欧姆的阻抗,例如:一个四层板,板厚1.6MM,TOP层和BOTTOM层上5MIL的线需控制50欧姆的特性阻抗.
外层特性阻抗
内层特性阻抗
外层差分阻抗
内层差分阻抗
外层特性共面阻抗
内层特性共面阻抗
外层差分共面阻抗
内层差分共面阻抗
4层板1.6MM阻抗设计
6层板1.2MM阻抗结构图
6层板1.2MM阻抗示意图。