在Altium Designer等PCB设计软件中,阻抗计算通常通过以下步骤实现:
一、差分信号阻抗匹配
无端接电阻情况 当信号源与差分输入端距离较近时,无需额外端接电阻。此时需将信号源内阻$R_S$纳入计算,增益公式为:
$$A = \frac{RF}{RG + \frac{RS}{2}}$$
其中$RG_1 = RG_2 = RG$,$RF_1 = RF_2 = RF$。输入电阻为:
$$R_{IN} = 2 \times RG_2$$
带端接电阻情况
若需匹配端接电阻$R_G$,则输入电阻为:
$$R_{IN} = \frac{RG}{1 - \frac{RF}{2 \times (RF + RG)}}$$
二、单端信号输入/输出阻抗
输入阻抗: $R_{IN} = RG \left(1 - \frac{RF}{2 \times (RF + RG)}\right)$ 输出阻抗
三、实际应用建议
参数设置
- 在PCB设计中,需通过"规则检查"功能中的"高速设计"选项,设置差分信号对的目标阻抗(如50Ω)。
- 确保差分信号引脚在PCB库中定义为差分对,系统会自动计算匹配电阻值。
工具辅助
- 可使用专业阻抗计算软件(如SI9000)进行精确计算,输入参数包括特性阻抗、布线长度、宽度和间距等。
- Altium Designer提供内置的信号完整性分析工具,可模拟阻抗匹配效果,优化布线方案。
四、注意事项
需明确信号源类型(电压源/电流源),因内阻计算可能不同。
实际布线时,建议预留10%-20%的余量,避免因工艺偏差导致阻抗不达标。
通过以上步骤,可有效计算并匹配差分及单端信号的阻抗,提升PCB设计的信号完整性。