了解PCB布局中的阻抗计算和截面特征

当我第一次开始布置印刷电路板时，对控制阻抗布线没有太多关注。当时大多数都是低速的，我们使用更大的迹线和通孔过孔来处理我们正在使用的简单的四层板。尽管这些电路板的复杂性和速度都在增长，但变化很快。这些变化要求我们更多地参与电路板的堆叠以及我们使用的走线宽度。起初，我们依赖于来自不同来源和我们合作的人员的董事会约束信息，最终，我们开始自己使用阻抗计算器来设置我们的电路板堆栈和设计规则。

幸运的是，下一步是CAD工具现在就在这里，很高兴与您合作。计算器不是自己进行阻抗计算，而是手动设置设计规则，而是嵌入在PCB设计工具中，它们的信息直接传递给设计规则。 AltiumDesigner®是PCB布局系统的一个很好的例子，其中这些信息直接从层堆栈提供给设计规则。如果这听起来像是对您的工作流程有帮助的话，请继续阅读，我将向您展示它是如何工作的。

在布局工具中创建PCB层堆栈

Altium已经构建为自动进行阻抗计算。您不必从菜单启动计算器或以某种方式使用它。它从板层叠加中获取信息，执行计算，然后将结果直接提供给设计规则。这样可以节省大量时间和精力来搜索在线计算器，或者在手机上找到可以作为应用程序运行的计算器，然后手动输入数据并检索结果。

In为了让Altium正确计算阻抗，您必须首先确保它具有必要的数据。为此，您将使用层堆栈管理器配置电路板层堆栈并输入电路板材料宽度（铜和电介质）以及介电常数。然后阻抗计算器将使用此信息以及目标阻抗值来进行迹线宽度计算。

要配置电路板图层并输入材料宽度，请转到“设计”下拉菜单并单击“层堆栈管理器”。您可以构建自己的板层堆栈，也可以选择使用“预设”按钮中提供的其中一个层模板。下面是从预设中创建的八层堆栈的图片。

在Altium中设置图层

如上所示，图层堆栈管理器使您能够更改以下板层属性：

图层名称

< li>类型

材料

厚度

介电材料

介电常数

图层堆栈管理器还允许您控制许多其他功能，例如添加和删除图层以及定义钻取对。您还可以看到用于更改阻抗计算器的按钮，但我们稍后会详细讨论。

Altium将根据您设计中各层的配置进行阻抗计算。对于仅在一侧具有平面层的信号层，例如板的顶层或底层，计算器将使用行业标准微带配方。对于那些在两侧都有平面的信号层，例如内部信号层，计算器将使用行业标准的带状线公式。计算器可以使用微带线或带状线配置，也不支持偏移带状线配置。

直接从阻抗计算器进入设计规则

虽然阻抗计算器将自动运行，但您必须配置设计规则以接受自动值。为此，您需要通过单击“确定”关闭图层堆栈管理器，然后转到“设计”下拉菜单并选择“规则”。向下滚动规则列表，然后单击“宽度”规则，如下图所示。在您的设计中，您可能有许多宽度规则，这只是一个示例。

路由宽度规则在Altium的设计规则中

在上图所示的规则中，我们启用了阻抗计算器，通过点击“特性阻抗驱动宽度”来设置我们的走线宽度。我们还将迹线的默认阻抗值保持在50欧姆。你改变了这个值，我们将在稍后做，但是现在，我们将它保留为默认值。您可以看到迹线宽度具有非常特定的值，因为这些设置的顶层的首选大小为16.881密耳。

为了演示计算器的工作原理，我们将通过单击“确定”关闭规则，然后重新打开图层堆栈管理器。在下面的图层堆栈管理器的图片中，您可以看到我们将每层的厚度值大约加倍。显然，这不会发生在现实生活中，因为这仅用于演示目的。

更改Altium层堆栈管理器中的材料厚度

完成新的图层宽度值后，如上所示，我们将再次单击“确定”关闭图层堆栈管理器。现在新的图层宽度值已经到位，我们将重新打开设计规则并再次查看宽度规则。如下图所示，我们的跟踪宽度值已全部更改。我们以前的顶层走线宽度的首选尺寸为16.881密耳，现在为31.737密耳。

Altium宽度规则改变的材料厚度

如图所示，您可以通过更改电路板材料的厚度来更改布线规则的走线宽度。您还可以通过调整要路由的迹线的阻抗来更改迹线宽度。在下图中，您可以看到我们已将迹线的阻抗从50欧姆降低到40欧姆。迹线宽度再次调整，现在您可以看到顶层的首选迹线宽度为45.321密耳。

改变走线阻抗对Altium宽度规则的影响

使用工具更改阻抗计算

Altium阻抗计算器默认使用的公式是用于计算微带线和带状线走线宽度的行业标准公式。如果您愿意，可以通过进入阻抗公式编辑器来更改这些计算。单击图层堆栈管理器对话框中的阻抗计算器按钮即可找到此项。进入编辑器后，您可以更改组成“计算阻抗”和“计算跟踪宽度”公式的文本字符串。下面是编辑器的图片以及用于计算带状线阻抗和走线布线宽度的公式。

Altium用于带状线迹宽度计算的公式

Altium还可以通过单击公式右侧的“助手”按钮为阻抗公式编辑器提供一些帮助。这将打开Altium标准的“Query Helper”对话框，如下所示。您可以使用此工具来帮助处理不同的函数关键字和运算符，以及“检查语法”功能，以检查您的工作是否有错误。

Altium用于更改阻抗计算公式的查询助手

使用Altium中的阻抗计算器，您可以驱动设计规则和跟踪宽度而不是尝试猜测你自己的规则。除了高速设计规则以及Altium中的其他分析仪和模拟器外，您还拥有一套功能强大的PCB设计工具，可帮助您按照需要的方式布置电路板。

尝试工作时通过输入阻抗和输出阻抗，电压和电阻，电感和电容，电流和其他信号完整性方程，您需要确保拥有值得信赖的PCB设计软件。特别是在使用导体或电容器时，避免短路或管理复阻抗。否则，耐压可能不是您的设计所面临的唯一阻力。

Altium是先进的PCB设计软件，专门用于帮助您控制阻抗布线和设计印刷电路板的所有其他方面。要了解Altium今天如何帮助您，请与Altium的专家联系。