阻抗计算之参考层的选择与阻抗模型的选择

我们都知道，在进行阻抗计算前需要确定我们使用的阻抗模型，而确定阻抗模型则需要先确定我们的参考层。

那么最基本的问题是，参考层的选择依据是什么？

答：参考层的目的在于给信号提供回流路径，信号的主要回流路径就是我们需要选取的参考层。

不管是电源层还是地，信号线相邻的平面都会有信号的电磁场穿过，那么就会在这个相邻的平面产生电流，只是说哪个平面离信号近，那么这个信号的主要回流路径就主要在这个平面上。这个平面可以是地层也可能是电源层，甚至可以是在线路层铺设的铜箔，都能起到一定的屏蔽作用。当然，由于地平面一般都做了接地处理，并作为基本电平参考点，屏蔽效果自然远远好于电源层。

信号回流可以理解为电感，理想情况下，只要参考层在电源回路中就可以，但实际中，电源层与地之间通常是通过平板电容及去耦电容连接。在高频情况下，这些电容阻抗极低，电源层与地层几乎等电位，于是电源层也可以作为参考层回路。

如果信号参考的是电源层，那么在电源平面上会有信号的反向瞬态回流，这个回流目的地就是相应的TX芯片地pin脚，那么它唯一的可能就是经过最近的去耦电容回到地平面上。如果去耦电容摆放的位置离地PIN脚较远同时去耦电容以及布线本来也有寄生电感效应，自然回流的返回路径就会有比较大的感抗，这时候可以理解为电磁波在传输过程中遇到较大的阻碍，高频部分尤为明显，表现为信号边沿变缓甚至产生台阶，从而影响信号时序问题。因此可以这么总结：优先选择地层作为参考层，再选择电源层作为参考。

 

 

接下来先借一个博文解释一下微带线与带状线的区别：内容转载自http://blog.sina.com.cn/s/blog_6078e8b90100molf.html microstrip（微带线）、stripline（带状线） 指什么？

带状线：走在内层(stripline/double stripline),埋在PCB内部的带状走线，如下图所示

蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，stripline是嵌在两层导体之间的带状导线。

因为stripline是嵌在两层导体之间，所以它的电场分布都在两个包它的导体（平面）之间，不会辐射出去能量，也不会受到外部的辐射干扰。但是由于它的周围全是电介质（介电常数比1大），所以信号在stripline 中的传输速度比在microstrip line中慢！

 
 

微带线：是走在表面层(microstrip),附在PCB表面的带状走线，如下图所示

蓝色部分是导体，绿色部分是PCB的绝缘电介质，上面的蓝色小块儿是microstrip line。

其中黄色部分是环氧有机材料。

由于microstrip line（微带线）的一面裸露在空气里面（可以向周围形成辐射或受到周围的辐射干扰），而另一面附在PCB的绝缘电介质上，所以它形成的电场一部分分布在空中，另一部分分布在PCB的绝缘介质中。但是microstrip line中的信号传输速度要比stripline中的信号传输速度快，这是其突出的优点！

 

假设高频瞬时电流全部经过去耦电容形成回路，对同时参考地和电源的带状线来说是没有影响的，但对于仅参考电源的微带线，其ＳＩ表现是不如参考地的！