专利名称：阻抗计算系统及阻抗计算方法
技术领域：
本发明涉及阻抗控制，尤其涉及一种可较方便获得线路的阻抗的阻抗计算系统及阻抗计算方法。
背景技术：
随着科学技术的进歩，印刷电路板在电子产品得到的广泛的应用。关于电路板的
Takahashi, A. Ooki, N. Nagai, Α. Akahoshi, H. Mukoh, Α. Wajima, Μ. Res. Lab, High density multilayer printed circuit board for HITAC M-880, IEEE Trans, on Components, Packaging, and Manufacturing Technology,1992,15(4) :418_425。电路板一般包括多层线路层，多层线路层之间以绝缘材料间隔，每层线路层均包括多条线路。电路板上一般构装有多个电子元件。电路板上作为输出端的电子元件将信号通过线路传输给作为输入端的电子元件吋，线路的阻抗需要与作为输入端和输出端的电子元件的电子阻抗相匹配。举例而言，如果线路的阻抗与作为输入端的电子元件的电子阻抗不匹配，将会造成部分信号不被作为输入端的电子元件接受，反而通过线路被反射回作为输出端的电子元件，从而造成传输信号的失真，产生杂讯串扰，严重影响电路板的性能。因此，在电路板的设计过程中，需要严密管控线路的阻杭。然而，与阻抗相关的參数较多，人工计算时需要查阅多种资料，查找多种參数，再进行多次演算。阻抗的计算是非常繁琐复杂而且极易出错的。因此，有必要提供一种可较快且较准确获得阻抗信息的阻抗计算系统及阻抗计算方法。
发明内容
以下将以实施例说明ー种阻抗计算系统及阻抗计算方法。ー种阻抗计算系统，包括存储�？�、信息获取�？�、处理�？�、计算�？橐约笆涑瞿？椤Ｋ龃娲⒛？榘ㄎ锪鲜菘庖约敖榈绯Ｊ菘猓鑫锪鲜菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀值沟奈锪闲畔ⅲ鼋榈绯Ｊ菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀治锪系慕榈绯Ｊ荨� 所述信息获取�？橛糜诨袢∈淙胄畔ⅲ鍪淙胄畔ㄑ≡竦牡购褪淙氲墓芸匦畔ⅲ� 所述管控信息包括阻抗管控线路的位置及阻抗管控线路的參考层。所述处理�？榘ú檎易幽？�、判定子�？�、判断子�？榧肮亓幽？椋霾檎易幽？橛糜诖哟娲⒛？橹谢竦糜胙≡竦牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅲ雠卸ㄗ幽？橛糜谂卸ù娲⒛？橹惺欠翊嬖诟弥值瓜喙氐奈锪系慕榈绯Ｊ荩卸献幽？橛糜谠谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ菂迹卸细弥值怪凶杩构芸叵呗酚雲⒖疾阒涞奈锪系闹掷啵亓幽？橛糜诟菖卸献幽？榈呐卸辖峁筒檎易幽？榈牟檎医峁咏榈绯Ｊ菘饣袢「弥值怪懈弥治锪系慕榈绯Ｊ�。所述计算模块用于根据处理�？榈拇斫峁约靶畔⒒袢∧？榛竦玫墓芸匦畔⒓扑阕杩构芸叵呗返淖韬�。所述输出�？橛糜谠谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ鞘保涑龃砟？榈拇斫峁约凹扑隳？榈募扑憬峁⒃谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ袷保涑鼍哂胁荒芗扑愕暮宓男畔�。
—种阻抗计算方法，包括步骤构建ー个存储�？椋龃娲⒛？榘ㄎ锪鲜菘庖约敖榈绯Ｊ菘猓鑫锪鲜菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀值沟奈锪闲畔ⅲ鼋榈绯Ｊ菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀治锪系慕榈绯Ｊ荩换袢∽允淙胱爸檬淙氲氖淙胄畔ⅲ鍪淙胄畔ㄑ≡竦牡购褪淙氲墓芸匦畔ⅲ龉芸匦畔ㄗ杩构芸叵呗返奈恢眉白杩构芸叵呗返膮⒖疾悖辉诖娲⒛？榈奈锪鲜菘庵胁檎矣胙≡竦牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅲ� 判定存储�？榈慕榈绯Ｊ菘庵惺欠翊嬖诟弥值瓜喙氐奈锪系慕榈绯Ｊ荩辉谂卸ㄎ菂迹卸细弥值怪凶杩构芸叵呗酚雲⒖疾阒涞奈锪系闹掷啵菖卸辖峁臀锪闲畔⒆源娲⒛？榈慕榈绯Ｊ菘庵谢袢「弥值怪懈弥治锪系慕榈绯Ｊ莼竦玫慕榈绯Ｊ约靶畔⒒袢∧？榛竦玫墓芸匦畔⒓扑阕杩构芸叵呗返淖杩梗⑹涑龌竦玫慕榈绯Ｊ�、获得的管控信息及计算结果；以及在判定为否时，输出具有不能计算的含义的信息。本技术方案的阻抗计算系统及阻抗计算方法具有如下优点利用存储�？�、信息获取�？�、处理�？�、计算�？橐约笆涑瞿？榭梢宰远贸鲇胙≡竦牡瓜喙氐淖杩剐畔ⅲ� 如此，避免了人为的复杂计算和人为因素的干扰，不但可以较快速地得出计算結果，而且使得计算结果较为准确。
图1为本技术方案实施例提供的阻抗计算系统的模块示意图。
图2为本技术方案实施例提供的阻抗计算方法的流程示意图。
主要元件符号说明
阻抗计算系统10
计算机100
输入装置102
输出装置104
存储模块11
物料数据库111
介电常数数据库112
信息获取�？�12
获取子�？�121
比较子模块122
处理模块13
查找子�？�131
判定子模块132
判断子�？�133
关联子�？�134
计算�？�14
计算子�？�141
比对子�？�142
输出�？�1具体实施例方式下面将结合附图及实施例，对本技术方案提供的阻抗计算系统及方法作进ー步的详细说明。请參阅图1，本技术方案实施例提供的阻抗计算系统10可以建构在ー个或者多个计算机100中，所述ー个或者多个计算机100通过数据线与ー个输入装置102相连接，还通过数据线与ー个输出装置104相连接。所述输入装置102可以为键盘、鼠标、触摸屏等设备， 用于供使用者向计算机100内输入信息与命令。所述输出装置104可以为显示屏，用于显示计算机100的输出信息。所述阻抗计算系统10可以建构在一个或者多个计算机100的硬盘以及处理器中。 阻抗计算系统10用于计算电路板中线路的阻抗值，其包括存储模块11、信息获取�？�12、 处理模块13、计算�？�14及输出�？�15。所述存储�？�11包括物料数据库111和介电常数数据库112。所述物料数据库 111存储有电路板的多种叠构的物料信息。所述叠构是指设计的电路板的叠层结构。电路板的物料通常至少包括基板和胶片，所述基板包括ー层介质层和至少ー层用于制作线路的或已制成线路的导电层。可以说，电路板的物料包括介质层、导电层及胶片，其中，介质层和胶片为绝缘物料。所述物料信息是指电路板中各种物料的排列情况及电路板各层的厚度。 导电层的厚度等于以其制成的线路的厚度，因此，可以说物料数据库111存储有绝缘物料的厚度信息，也存储有线路的厚度信息。所述介电常数数据库112存储有电路板中绝缘物料的介电常数数据。也就是说， 介电常数数据库112存储介质层的介电常数数据和胶片的介电常数数据。物料的介电常数通常跟厚度相关。介电常数数据库112可以以列表存储的方式存储每种叠构中绝缘物料的厚度与介电常数的关系。举例而言，介电常数数据库112可以包括介质层厚度与介质层介电常数的关系列表，还包括胶片厚度与胶片介电常数的关系列表。由于导电层或者说线路的介电常数通常很�。腋呗返淖杩构亓越闲。虼私榈绯Ｊ菘�112可以不存储有导电层的介电常数数据。所述信息获取�？�12用于获取自输入装置102输入的信息，即自输入装置102选择的叠构和输入的管控信息。所述管控信息是指获取的该种叠构中，需要管控阻抗的线路所在的层别、对应的參考层、阻抗类型、线宽等信息。当然，管控信息也可以包括预定的阻抗值。管控的阻抗层别是指电路板的叠层构造中需要管控阻抗的线路所在的导电层。所述參考层是指位于需要管控阻抗的线路的正上方或正下方的，邻近该线路的ー个导电层。阻抗类型可以包括特性阻抗和差动阻杭。信息获取�？�12包括至少ー个与输入装置102相连接的获取子模块121。设计エ 程师可以通过输入装置102选择多种叠构中的一种叠构，并输入相应的管控信息，获取子�？�121获取这种叠构、这些管控信息并储存该种叠构、该些管控信息。当电路板中有多条不同层别的线路需要管控阻抗吋，所述信息获取�？�12可以包括多个获取子�？�121。每个获取子�？�121用于对应获取ー层中需要管控阻抗的线路的管控信息。设计工程师可以通过输入装置102输入每层中需要管控阻抗的线路的管控信息，从而，多个获取子模块121 可以依次获取并存储每层需要管控阻抗的线路的管控信息。优选的，所述信息获取�？�12的获取子模块121依照时序定时扫描、定时获取自输入装置102输入的信息。也就是说，所述获取子�？�121按照一定的扫描间隔多次获取输入信息，所述扫描间隔可以在0. 01秒到2秒之间。此时，所述信息获取�？�12优选还包括一个比较子�？�122，所述比较子模块122用于比较相邻两次获取的输入信息之间是否存在差异。当存在差异时，比较子�？�122触发处理�？�13开始执行处理程序；当不存在差异时，不触发处理�？�13。在设计工程师未输入信息时，获取子�？�121每次获取的信息都是相同的空信息，比较子�？�122不触发处理�？�13。当设计工程师输入信息之后的第 ー个扫描间隔内，获取子�？�121获取的输入信息不同于之前的空信息，因此，比较子�？� 122触发处理�？�13。在设计工程师输入信息之后的第一个扫描间隔后，如果设计工程师改变输入信息，则比较子�？�122将再次触发处理模块13，如果设计工程师不改变输入信息，则比较子�？�122不触发处理�？�13。所述处理�？�13包括查找子�？�131、判定子�？�132、判断子�？�133及关联子�？�134。所述查找子�？�131用于根据信息获取�？�12获取的叠构，访问物料数据库 111，并获得该种叠构中各种物料的排列情况及各层的厚度。查找子模块131还在查找后将查找结果传输给输出�？�15。所述判定子�？�132用于判定物料数据库111中是否存在信息获取模块12获取的该种叠构的绝缘物料的介电常数数据。当判定为否时，触发输出模块15以输出具有“不能计算”的含义的信息。当判定为是时，触发判断子�？�133判断该种叠构中需要管控阻抗的线路与參考层之间的绝缘物料的种类。或者说，判断该种叠构中需要管控阻抗的线路与參考层之间的绝缘物料是介质层还是胶片。判断子�？�133可以根据物料数据库111中存储的该种叠构的物料信息判断出该层绝缘物料的种类。关联子�？� 134用于根据判断子�？�133的判定结果和查找子�？�131的查找结果访问介电常数数据库112以获取该绝缘物料的介电常数。具体而言，当判断子�？�133判定该绝缘物料为介质层时，关联子�？�134关联介质层厚度与介质层介电常数的关系列表，并读出与查找子�？�131获得的该绝缘物料的厚度对应的介电常数；当判断子�？�133判定该绝缘物料为胶片时，关联子�？�134关联胶片厚度与胶片介电常数的关系列表，并读出与查找子�？�131 获得的该绝缘物料的厚度对应的介电常数。所述计算�？�14包括计算子�？�141，计算子�？�141用于根据信息获取�？�12 获取的信息以及处理�？�13的处理结果，关联相应的阻抗计算公式而获得需要管控阻抗的线路的阻抗值，并将计算结果传输给输出�？�15。本领域技术人员可以理解，对应于不同类型的阻抗具有不同的阻抗计算公式。也就是说，当信息获取�？�12获取的阻抗类型为特性阻抗时，计算�？�14关联特性阻抗的阻抗计算公式以计算出线路的阻抗值；当信息获取�？�12获取的阻抗类型为差动阻抗时，计算�？�14关联差动阻抗的阻抗计算公式以计算出线路的阻抗值。所述阻抗计算公式为已知的计算阻抗的经验公式及精确公式。举例而言，特性阻抗的计算公式可以采用经验公式=Zo = [87/(Er+l. 41) 1/2] X In[5. 98H/(0. 8W+T)]，其中， Er为关联子模块134获得的该绝缘物料的介电常数，H为查找子�？榛竦玫母镁滴锪系暮穸龋籛为线宽；T为物料数据库111中存储的线路厚度。优选的，所述计算�？�14还包括ー个比对子�？�142，所述比对子�？�142用于比对计算出的阻抗值与信息获取�？�12获取的预定的阻抗值的相对比值，并将比对结果传输给输出�？�15。从而，设计工程师可以依据计算出的阻抗值与信息获取�？�12获取的预定的阻抗值的相对比值，确定计算出的阻抗值是否在预定的阻抗值的允许误差范围内。一般地，如果计算出的阻抗值在预定的阻抗值的90%至110%之间，认为符合要求，否则则认为不符合要求。所述输出�？�15与输出装置104相连接，还与计算�？�14、处理�？�13信号连接，用于将处理�？�13的处理结果以及计算模块14的计算结果输出给输出装置104，以供设计工程师參考。具体而言，输出�？�15用于输出查找子�？�131传输的查找结果；还用于在被判定子�？�132触发时输出具有“不能计算”的含义的信息，例如“fault”、“出错” 或“不能计算”等显示框；还用于输出计算�？�14计算出的阻抗值及相对比值。请參阅图2，本技术方案还提供ー种利用阻抗计算系统10计算损耗的方法，包括步骤Si，构建ー个如前所述的存储�？�11。S2，信息获取�？�12的获取子�？�121获取自输入装置102选择的叠构和输入的管控信息。所述管控信息包括阻抗管控线路的位置及阻抗管控线路的參考层。获取子�？� 121可以通过一定的扫描间隔定时多次获取输入信息。当比较子�？�122通过比较相邻两次获取的输入信息，发现这两次获取的输入信息之间存在差异时，比较子�？�122触发处理模块13开始执行处理程序。S3，所述处理�？�13被触发后，查找子�？�131根据信息获取模块12获取的叠构，访问物料数据库111，并获得该种叠构中各种物料的排列情况及各层的厚度。S4，判定子�？�132判定物料数据库111中是否存在与该种叠构相关的绝缘物料的介电常数数据。S5，在判定为是吋，判断子�？�133判断该种叠构中阻抗管控线路与參考层之间的物料的种类，根据判断结果和物料信息自存储�？榈慕榈绯Ｊ菘�112中获取该种叠构中该种物料的介电常数。计算�？�14的计算子�？�141用于根据信息获取�？�12获取的信息以及处理�？�13的处理结果，关联相应的阻抗计算公式而获得需要管控阻抗的线路的阻抗值。比对子�？�142比对计算出的阻抗值与信息获取�？�12获取的预定的阻抗值的相对百分比值。输出�？�15输出信息获取模块12获取的信息、处理�？�13的处理结果以及计算�？�14的计算結果。S6，在判定为否吋，触发输出�？�15，输出模块15向输出装置104输出具有不能计算含义的显示信息。例如，显示“不能计算”、“fault”、“错误”或类似含义的文本框或显示窗ロ。本技术方案的阻抗计算系统及阻抗计算方法具有如下优点利用存储模块11、信息获取模块12、处理�？�13、计算模块14以及输出�？�15可以自动得出与选择的叠构相关的阻抗信息，如此，避免了人为的复杂计算和人为因素的干扰，不但可以较快速地得出计算结果，而且使得计算结果较为准确。并且，由于信息获取�？�12的获取子模块121按照一定的扫描间隔多次获取输入信息，比较子�？�122仅在相邻两次获取的输入信息之间存在差异时触发处理�？�13执行处理程序，如此，不但实现了能实时反馈出输入信息的计算結果，而且并不会让处理�？�13、计算�？�14以及输出�？�15执行无意义的重复计算。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种相应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.ー种阻抗计算系统，包括存储模块、信息获取�？�、处理�？�、计算�？橐约笆涑瞿？椋凰龃娲⒛？榘ㄎ锪鲜菘庖约敖榈绯Ｊ菘猓鑫锪鲜菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀值沟奈锪闲畔ⅲ鼋榈绯Ｊ菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀治锪系慕榈绯Ｊ荩凰鲂畔⒒袢∧？橛糜诨袢∈淙胄畔ⅲ鍪淙胄畔ㄑ≡竦牡购褪淙氲墓芸匦畔ⅲ龉芸匦畔ㄗ杩构芸叵呗返奈恢眉白杩构芸叵呗返膮⒖疾悖凰龃砟？榘ú檎易幽？�、判定子�？�、判断子�？榧肮亓幽？椋霾檎易幽？橛糜诖哟娲⒛？橹谢竦糜胙≡竦牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅲ雠卸ㄗ幽？橛糜谂卸ù娲⒛？橹惺欠翊嬖诟弥值瓜喙氐奈锪系慕榈绯Ｊ荩卸献幽？橛糜谠谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ菂迹卸细弥值怪凶杩构芸叵呗酚雲⒖疾阒涞奈锪系闹掷啵亓幽？橛糜诟菖卸献幽？榈呐卸辖峁筒檎易幽？榈牟檎医峁咏榈绯Ｊ菘饣袢「弥值怪懈弥治锪系慕榈绯Ｊ凰黾扑隳？橛糜诟荽砟？榈拇斫峁约靶畔⒒袢∧？榛竦玫墓芸匦畔⒓扑阕杩构芸叵呗返淖韬迹� 所述输出�？橛糜谠谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ菂迹涑龃砟？榈拇斫峁约凹扑隳？榈募扑憬峁⒃谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ袷保涑鼍哂胁荒芗扑愕暮宓男畔�。
2.如权利要求1所述的阻抗计算系统，其特征在于，每种叠构的物料信息包括该叠构中物料的排列及物料的厚度，所述介电常数数据库以列表存储的方式存储物料的厚度及对应的介电常数。
3.如权利要求1所述的阻抗计算系统，其特征在干，所述管控信息还包括阻抗类型，所述计算�？楦葑杩估嘈凸亓杂Φ淖杩辜扑愎郊扑阕杩构芸叵呗返淖韬�。
4.如权利要求3所述的阻抗计算系统，其特征在干，所述管控信息还包括额定阻抗值， 所述计算�？榛褂糜诩扑阕杩构芸叵呗返淖杩褂攵疃ㄗ杩怪档南喽员戎担鍪涑瞿？榛褂糜谑涑鏊鱿喽员戎�。
5.如权利要求1所述的阻抗计算系统，其特征在干，所述信息获取�？榘ㄖ辽侃`个获取子�？楹鸵桓霰冉献幽？椋鲋辽僖桓龌袢∽幽？橛糜诖萤`个输入装置获取输入信息，所述至少一个获取子�？榧涓舳疃ㄊ奔渲葱幸淮位袢《鳎霰冉献幽？橛糜诒冉舷嗔诹酱位袢《骰袢〉氖淙胄畔⑹欠翊嬖诓钜欤⒃诖嬖诓钜焓贝シ⒋砟？橹葱写矶鳎诓淮嬖诓钜焓辈淮シ⒋砟？椤�
6.如权利要求5所述的阻抗计算系统，其特征在干，所述管控信息包括多条阻抗管控线路的位置及每条阻抗管控线路的參考层，所述至少ー个获取子�？槲喔龌袢∽幽？椋� 每个获取子模块用于对应获取一条阻抗管控线路的位置及其參考层。
7.如权利要求1所述的阻抗计算系统，其特征在干，所述输出�？榛褂糜谠谂卸ㄗ幽？榕卸ㄎ鞘保涑鲂畔⒒袢∧？榛袢〉氖淙胄畔�。
8.ー种阻抗计算方法，包括步骤构建ー个存储�？椋龃娲⒛？榘ㄎ锪鲜菘庖约敖榈绯Ｊ菘猓鑫锪鲜菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀值沟奈锪闲畔ⅲ鼋榈绯Ｊ菘獯娲⒂械缏钒宓亩嘀治锪系慕榈绯Ｊ荩换袢∽允淙胱爸檬淙氲氖淙胄畔ⅲ鍪淙胄畔ㄑ≡竦牡购褪淙氲墓芸匦畔ⅲ� 所述管控信息包括阻抗管控线路的位置及阻抗管控线路的參考层；在存储�？榈奈锪鲜菘庵胁檎矣胙≡竦牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅲ慌卸ù娲⒛？榈慕榈绯Ｊ菘庵惺欠翊嬖诟弥值瓜喙氐奈锪系慕榈绯Ｊ荩辉谂卸ㄎ菂迹卸细弥值怪凶杩构芸叵呗酚雲⒖疾阒涞奈锪系闹掷啵菖卸辖峁臀锪闲畔⒆源娲⒛？榈慕榈绯Ｊ菘庵谢袢「弥值怪懈弥治锪系慕榈绯Ｊ莼竦玫慕榈绯Ｊ约靶畔⒒袢∧？榛竦玫墓芸匦畔⒓扑阕杩构芸叵呗返淖杩梗⑹涑龌竦玫慕榈绯Ｊ�、获得的管控信息及计算结果；以及在判定为否时，输出具有不能计算的含义的信息。
9.如权利要求8所述的阻抗计算方法，其特征在干，在计算阻抗管控线路的阻抗后，还包括计算阻抗管控线路的阻抗与额定阻抗值的相对比值，并输出相对比值的步骤。
10.如权利要求8所述的阻抗计算方法，其特征在干，间隔额定时间执行一次获取输入信息的动作，并且比较相邻两次获取动作获取的输入信息是否存在差异，并在存在差异时在存储�？榈奈锪鲜菘庵胁檎矣胧淙氲牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅰ�
全文摘要
本发明提供一种阻抗计算系统，包括存储�？�、信息获取�？�、处理�？�、计算�？橐约笆涑瞿？�。存储模块包括物料数据库以及介电常数数据库。信息获取�？榛袢⊙≡竦牡购褪淙氲墓芸匦畔ⅲ芸匦畔ㄗ杩构芸叵呗返奈恢眉捌洳慰疾�。处理�？榇游锪鲜菘庵谢竦糜胙≡竦牡瓜喙氐奈锪闲畔ⅲ卸ń榈绯Ｊ菘庵惺欠翊嬖谙喙匚锪系慕榈绯Ｊ荩谂卸ㄎ鞘保卸献杩构芸叵呗酚氩慰疾阒涞奈锪系闹掷啵⒒袢「弥治锪系慕榈绯Ｊ�。计算模块根据处理�？榈拇斫峁约肮芸匦畔⒓扑阕杩构芸叵呗返淖杩�。在判定为是时，输出�？槭涑龃砟？榈拇斫峁约凹扑隳？榈募扑憬峁谂卸ㄎ袷保涑霾荒芗扑�。本发明还提供阻抗计算方法。
文档编号G01R27/02GK102590622SQ20111000917
公开日2012年7月18日 申请日期2011年1月18日 优先权日2011年1月18日
发明者黄佑阳 申请人:富葵精密组件(深圳)有限公司, 臻鼎科技股份有限公司
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