经验法则:50Ω条线的宽高比

文章作者:Eric Bogatin

FR4中的所有50Ω对称的带状线具有相同的纵横比。使用2D场求解器，我们可以探索该比率的特定值的DK和导体厚度。
扰流板摘要：FR4中50Ω对称带状线的线宽与介电厚度的比率约为0.8。这是一个简单的记忆，易于使用一致性检查您的设计。万博投注网址
在最后一个经验法则中，我们展示了FR4中的所有50Ω微观路程具有相同的纵横比。如果将线宽加倍，则必须将介电厚度加倍以维持50Ω线。在这方面，FR4中的所有50Ω微轨看起来相同。
这有两个重要的后果。第一个是明显的。简单的拇指规则是FR4中的50Ω微带具有线宽的纵横比，介电厚度为2：1。这提供了一种快速且简单的方法，可以估算堆叠表面迹线的堆叠条件。
第二个结果是串扰也会随着线宽的变化而变化。这使得评估表面痕迹之间的串扰影响变得非常容易(一目了然)。
串扰是由条纹场驱动的。条纹场由介质厚度驱动。增大介质厚度，条纹场扩展得更远，在相同间距下，串扰也会增加。但当你观察表面痕迹时，你看不到介电厚度;可以看到线宽。
知道具有介电厚度的线宽尺度意味着串扰将以线宽缩放。这是基础拇指规则：近端串扰的线间距：在微带或带状线中给定的最坏情况串扰需要什么间隔。我们在FR4中假设50Ω线。
采用与微带相同的方法，我们可以利用二维场求解器探索50Ω FR4中对称带状线的纵横比——线宽与介质厚度。在本例中，我使用Polar Instruments SI9000工具。
我们选择4.2和半盎司迹线厚度的标称DK。我们假设核心和预浸料层的相同DK，以及对称堆叠，相同的电介质厚度，H1和H2，如图所示图1。

*图1：对称带状线结构的横截面。*

当我们改变顶层和底层的介电厚度时，我们计算50Ω线所需的线宽。然后我们在评估的介电厚度范围内绘制50Ω线的纵横比。结果在Excel中绘制并显示在图2。

*图2：使用极性仪器Si9000 2D现场求解器计算50Ω的纵横比对称带状线。*

看着图表，我们可以陈腐：50Ω的纵横比：

对于5密尔左右的线宽，50Ω对称带状线的宽高比约为0.8。即使线宽增加到15密耳，高宽比增加不到10%。作为一个简单的经验法则，这还不错。

这意味着对于FR4中的50Ω对称带状线，5密耳宽线顶部和底部的介电厚度约为h = 5密耳/0.8 = 6密耳。
了解这些特定条件的纵横比，我们还可以估计为其他条件调整这种简单的拇指规则的方向。如果DK低于4.2，则介电厚度必须降低以维持50Ω。如果导体厚度增加到一盎司的铜，则介电厚度必须增加。
只需将介电厚度调整到其他参数的变化，难以通过简单的拇指估计来调整介电厚度。如果重要的是要确切地知道堆叠尺寸是什么，请不要使用拇指规则;使用2D字段求解器。

关于作者
Eric Bogatin是Teledyne LeCroy的信号完整性布道者。