符合 IPC-2221 / IPC-2152 標準
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免費高速 PCB 設計工具

阻抗計算器

微帶線 / 帶狀線 / 差分對

使用我們的免費線上阻抗計算器計算高速 PCB 走線的特性阻抗。支援 USB、HDMI、PCIe、DDR 及其他高速介面的微帶線帶狀線差分對配置。

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微帶線阻抗

使用 Hammerstad-Jensen 方程計算微帶線阻抗。適用於走線位於地平面上方、介電層高度可控的表層佈線設計。

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帶狀線阻抗

計算夾在兩個地平面之間走線的帶狀線阻抗。為敏感高速訊號提供更好的 EMI 遮蔽和一致的阻抗特性。

差分對

計算 USB、HDMI、LVDS 及其他高速介面的差分對阻抗。設計 90Ω、100Ω 或自訂差分阻抗,支援邊耦合或寬邊耦合。

阻抗參數

MOD: IMP_CAL_V1
mm
mm
阻抗分析

阻抗檢查

特性阻抗 Z0
---Ω
有效介電常數
0.000
傳播延遲
0.000ps/mm
分布電容
0.000pF/m
分布電感
0.000nH/m
微帶線(表層) 走線截面FR-4 (Er=4.5)GNDAir0.2mm

為什麼阻抗控制很重要

訊號完整性

阻抗失配會導致訊號反射,使眼圖惡化並增加誤碼率。正確的阻抗控制確保高速數位介面的訊號傳輸品質。

EMI/EMC 合規

可控的特性阻抗可降低電磁輻射並提高抗擾度。這對滿足 FCC、CE 及其他法規要求至關重要。

高速介面支援

USB 2.0/3.0 (90Ω)、HDMI (100Ω)、PCIe (85Ω)、DDR4 (40-60Ω) 都需要精確的阻抗匹配。我們的計算器支援所有常見介面標準。

疊層最佳化

使用我們的阻抗計算器在量產前最佳化 PCB 疊層。調整走線寬度、介電層厚度或銅厚以達到目標阻抗。

設計模式

指定目標阻抗(50Ω、100Ω 等),自動計算疊層參數所需的走線寬度。

多種介電材料

支援 FR-4、Rogers、Isola、Megtron 及自訂介電常數。為標準和高頻材料提供精確的阻抗計算

阻抗計算器技術指南

特性阻抗(Z₀)是電磁波沿傳輸線傳播時電壓與電流的比值。對於 PCB 走線,阻抗取決於走線幾何形狀、介電特性以及與參考平面的關係。

我們的微帶線阻抗計算器使用 Hammerstad-Jensen 方程,對典型 PCB 幾何結構的精度在 ±2% 以內。對於帶狀線阻抗,我們使用針對對稱帶狀線配置最佳化的 IPC-2141 公式。

差分對阻抗取決於每條走線的單端阻抗以及走線間的耦合。更緊密的耦合(更小的間距)會增加耦合係數,通常會降低差分阻抗。我們的計算器支援邊耦合和寬邊耦合兩種配置。

對於量產 PCB,務必向製造商指定阻抗控制要求,標準工藝預期公差為 ±10%。關鍵應用可能需要測試樣條和 TDR(時域反射計)驗證來確保阻抗精度。

常見阻抗目標

單端訊號50Ω
USB 2.0/3.090Ω diff
HDMI100Ω diff
PCIe85Ω diff
LVDS100Ω diff
乙太網路100Ω diff

阻抗控制常見問題

什麼是特性阻抗,為什麼重要?

特性阻抗(Z₀)是波沿傳輸線傳播時電壓與電流的比值。對於高速訊號,阻抗失配會導致反射,降低訊號品質。大多數應用中,單端訊號標準阻抗為 50Ω,差分訊號為 100Ω。

什麼時候應該使用微帶線而不是帶狀線?

微帶線(地平面上方的表層走線)更易製造,適合大多數高速訊號。帶狀線(兩個地平面之間的走線)提供更好的遮蔽和一致的阻抗,但成本更高。需要 EMI 保護或內層佈線的敏感訊號應使用帶狀線。

這些阻抗計算有多精確?

這些公式(微帶線用 Hammerstad-Jensen,帶狀線用 IPC-2141)對典型 PCB 幾何結構精度在 ±5% 以內。量產時,務必向 PCB 廠指定阻抗控制,預期公差 ±10%。關鍵應用可能需要測試樣條和 TDR 驗證。

FR-4 應該使用什麼介電常數?

標準 FR-4 的 Er = 4.2-4.8,1MHz 時典型值為 4.5。高速設計(>1GHz)應使用板材資料手冊中的頻率相關值。對於多千兆訊號,優先選擇 Rogers(Er ≈ 3.5)或 Megtron(Er ≈ 3.4)等低損耗材料。

如何設計 100Ω 阻抗的差分對?

從單端走線 ~50-55Ω 開始,然後調整間距以達到 100Ω 差分。更緊密的耦合(更小間距)增加耦合並降低差分阻抗。常見配置:USB 3.0 (90Ω)、HDMI (100Ω)、PCIe (85Ω)。務必與 PCB 廠的疊層進行驗證。

走線厚度會影響阻抗嗎?

是的,較厚的銅(更高的盎司重量)由於橫截面積增加會略微降低阻抗。對於標準銅厚,影響通常為 1-3Ω。我們的計算器在阻抗計算中已考慮銅厚因素。

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完成您的 PCB 設計分析

我們的阻抗計算器是綜合 PCB 設計工具包的一部分。計算電源走線的走線寬度或分析層間過渡的過孔載流能力。