阻抗电路板的传输线类型与设计方法

一、PCB 中常见的传输线类型

1. 表层微带线（Microstrip）

    

   结构：信号线在表层，下方一层参考 GND 或 VCC。

    

   特点：加工简单，成本低，适合 50Ω、75Ω 单端。

    

   缺点：受外部干扰大，辐射也大。
    
2. 埋入式微带线（Buried Microstrip）

    

   信号线在内层最外层，下方参考，上方有介质但无铜。

    

   阻抗更稳定，干扰更小。
    
3. 带状线（Stripline）

    

   信号线夹在两层参考平面之间，上下都是 GND/VCC。

    

   屏蔽好，阻抗稳定，适合差分 100Ω、90Ω。

    

   缺点：层压要求高，过孔多。
    
4. 差分微带线（Edge-Coupled Microstrip）

    

   两条线在表层，耦合传输，差分阻抗 90/100Ω。
    
5. 差分带状线（Edge-Coupled Stripline）

    

   两条线夹在两层参考之间，屏蔽最好，适合高速差分。

二、阻抗计算公式

1. 微带线单端阻抗（近似）

    

   Z0 ≈ (87 / √(Dk + 1.41)) × ln (5.98H / (0.8W + T))
    
2. 带状线单端阻抗

    

   Z0 ≈ (60 / √Dk) × ln (4H / (0.67π(W + 0.8T)))
    
3. 差分阻抗

    

   Zdiff ≈ 2 × Z0 × (1 - exp (-2S/H))

    

   耦合越强，Zdiff 越小。
    

三、线宽线距如何确定？

1. 确定层叠（H、Dk、铜厚）
2. 确定目标阻抗
3. 用阻抗计算器反推 W、S
4. 考虑阻焊影响，适当加宽线宽（阻焊会降低阻抗）
5. 板厂复核并给出最终线宽

四、阻抗连续性设计要点

1. 线宽不能突变
2. 过孔会降低阻抗，需做反焊盘、背钻
3. 分支、T 型结构会造成不连续，尽量避免
4. 换层时必须加 “地过孔” 做回流
5. 焊盘、测试点不能突然变宽

五、差分线设计规则

• 等长：误差 <5mil（高速）
• 等距：保持间距一致，不忽近忽远
• 对称：过孔数量、位置对称
• 包地保护：必要时加 GND 线屏蔽
• 避免跨分割：差分线不能跨 GND 分割

六、参考平面设计（最容易忽略）

• 参考层必须完整，无开槽、无空洞
• 信号线不能跨分割
• 参考层优先 GND，其次是稳定的电源平面
• 多层板中，高速线优先走内层带状线