Trở kháng & Stackup

Trở kháng đặc tính của một đường mạch do hình học của nó và chồng lớp (stackup) xung quanh quyết định. Trở kháng kiểm soát là thứ làm cho toàn vẹn tín hiệu và các giao tiếp tốc độ cao hoạt động được.

Điều gì quyết định trở kháng

Với một đường cho trước, trở kháng phụ thuộc:

• Bề rộng đường (rộng hơn → trở kháng thấp hơn)
• Khoảng cách tới mặt phẳng tham chiếu (gần hơn → thấp hơn)
• Hằng số điện môi (Dk) của vật liệu bo
• Độ dày đồng và khoảng cách đường (đối với cặp vi sai)

Đừng tính tay — dùng công cụ tính của phần mềm EDA hoặc bộ tính trở kháng của xưởng, rồi xác nhận bằng stackup kiểm soát trở kháng từ xưởng.

Microstrip vs stripline

Loại	Ở đâu	Ghi chú
Microstrip	Lớp ngoài, một mặt phẳng tham chiếu bên dưới	Dễ hơn, nhanh hơn chút; phát xạ nhiều hơn
Stripline	Lớp trong, có mặt phẳng cả trên và dưới	Che chắn/EMI tốt hơn; cần ≥4 lớp

Cơ bản về stackup

• Bo 2 lớp không làm tốt được trở kháng kiểm soát hay che chắn — ổn cho bo chậm/đơn giản, không dùng cho tốc độ cao.
• 4 lớp là mức tối thiểu thực tế cho tốc độ cao: ví dụ Signal / GND / PWR / Signal, để mọi lớp tín hiệu đều có một mặt phẳng tham chiếu kề bên.
• Giữ lớp tín hiệu kề một mặt phẳng; giữ lớp quan trọng về trở kháng gần mặt tham chiếu của nó.

Mục tiêu thường gặp

Giao tiếp	Trở kháng
Đơn (single-ended) tổng quát	50 Ω
USB 2.0	90 Ω vi sai
Ethernet / HDMI / LVDS	100 Ω vi sai
USB 3 / PCIe	~85–100 Ω vi sai

Quyết định stackup trước

Chọn số lớp và stackup trước khi định tuyến net nhanh — trở kháng, đường hồi tiếp và EMI đều phụ thuộc vào nó. Hỏi xưởng stackup kiểm soát trở kháng tiêu chuẩn của họ từ sớm.

Xem thêm

• Tín hiệu số tốc độ cao
• Từ thiết kế đến giao hàng — yêu cầu stackup kiểm soát
• Signal Integrity