符合 IPC-2221 / IPC-2152 标准
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免费高速 PCB 设计工具

阻抗计算器

微带线 / 带状线 / 差分对

使用我们的免费在线阻抗计算器计算高速 PCB 走线的特性阻抗。支持 USB、HDMI、PCIe、DDR 及其他高速接口的微带线带状线差分对配置。

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微带线阻抗

使用 Hammerstad-Jensen 方程计算微带线阻抗。适用于走线位于地平面上方、介电层高度可控的表层布线设计。

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带状线阻抗

计算夹在两个地平面之间走线的带状线阻抗。为敏感高速信号提供更好的 EMI 屏蔽和一致的阻抗特性。

差分对

计算 USB、HDMI、LVDS 及其他高速接口的差分对阻抗。设计 90Ω、100Ω 或自定义差分阻抗,支持边耦合或宽边耦合。

阻抗参数

MOD: IMP_CAL_V1
mm
mm
阻抗分析

阻抗检查

特性阻抗 Z0
---Ω
有效介电常数
0.000
传播延迟
0.000ps/mm
分布电容
0.000pF/m
分布电感
0.000nH/m
微带线(表层) 走线截面FR-4 (Er=4.5)GNDAir0.2mm

为什么阻抗控制很重要

信号完整性

阻抗失配会导致信号反射,使眼图恶化并增加误码率。正确的阻抗控制确保高速数字接口的信号传输质量。

EMI/EMC 合规

可控的特性阻抗可降低电磁辐射并提高抗扰度。这对满足 FCC、CE 及其他法规要求至关重要。

高速接口支持

USB 2.0/3.0 (90Ω)、HDMI (100Ω)、PCIe (85Ω)、DDR4 (40-60Ω) 都需要精确的阻抗匹配。我们的计算器支持所有常见接口标准。

叠层优化

使用我们的阻抗计算器在生产前优化 PCB 叠层。调整走线宽度、介电层厚度或铜厚以达到目标阻抗。

设计模式

指定目标阻抗(50Ω、100Ω 等),自动计算叠层参数所需的走线宽度。

多种介电材料

支持 FR-4、Rogers、Isola、Megtron 及自定义介电常数。为标准和高频材料提供精确的阻抗计算

阻抗计算器技术指南

特性阻抗(Z₀)是电磁波沿传输线传播时电压与电流的比值。对于 PCB 走线,阻抗取决于走线几何形状、介电特性以及与参考平面的关系。

我们的微带线阻抗计算器使用 Hammerstad-Jensen 方程,对典型 PCB 几何结构的精度在 ±2% 以内。对于带状线阻抗,我们使用针对对称带状线配置优化的 IPC-2141 公式。

差分对阻抗取决于每条走线的单端阻抗以及走线间的耦合。更紧密的耦合(更小的间距)会增加耦合系数,通常会降低差分阻抗。我们的计算器支持边耦合和宽边耦合两种配置。

对于量产 PCB,务必向制造商指定阻抗控制要求,标准工艺预期公差为 ±10%。关键应用可能需要测试样条和 TDR(时域反射计)验证来确保阻抗精度。

常见阻抗目标

单端信号50Ω
USB 2.0/3.090Ω diff
HDMI100Ω diff
PCIe85Ω diff
LVDS100Ω diff
以太网100Ω diff

阻抗控制常见问题

什么是特性阻抗,为什么重要?

特性阻抗(Z₀)是波沿传输线传播时电压与电流的比值。对于高速信号,阻抗失配会导致反射,降低信号质量。大多数应用中,单端信号标准阻抗为 50Ω,差分信号为 100Ω。

什么时候应该使用微带线而不是带状线?

微带线(地平面上方的表层走线)更易制造,适合大多数高速信号。带状线(两个地平面之间的走线)提供更好的屏蔽和一致的阻抗,但成本更高。需要 EMI 保护或内层布线的敏感信号应使用带状线。

这些阻抗计算有多精确?

这些公式(微带线用 Hammerstad-Jensen,带状线用 IPC-2141)对典型 PCB 几何结构精度在 ±5% 以内。量产时,务必向 PCB 厂指定阻抗控制,预期公差 ±10%。关键应用可能需要测试样条和 TDR 验证。

FR-4 应该使用什么介电常数?

标准 FR-4 的 Er = 4.2-4.8,1MHz 时典型值为 4.5。高速设计(>1GHz)应使用板材数据手册中的频率相关值。对于多千兆信号,优先选择 Rogers(Er ≈ 3.5)或 Megtron(Er ≈ 3.4)等低损耗材料。

如何设计 100Ω 阻抗的差分对?

从单端走线 ~50-55Ω 开始,然后调整间距以达到 100Ω 差分。更紧密的耦合(更小间距)增加耦合并降低差分阻抗。常见配置:USB 3.0 (90Ω)、HDMI (100Ω)、PCIe (85Ω)。务必与 PCB 厂的叠层进行验证。

走线厚度会影响阻抗吗?

是的,较厚的铜(更高的盎司重量)由于横截面积增加会略微降低阻抗。对于标准铜厚,影响通常为 1-3Ω。我们的计算器在阻抗计算中已考虑铜厚因素。

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完成您的 PCB 设计分析

我们的阻抗计算器是综合 PCB 设计工具包的一部分。计算电源走线的走线宽度或分析层间过渡的过孔载流能力。