日前在設計一塊兩層板轉接板，上面有一對USB差分線，需要做阻抗匹配設計和等長設計。
很多人不懂阻抗匹配設計和等長設計，在這里我傾囊相授，把我掌握的方法全盤托出，為小白者排憂解惑。
首先，理解一下基本的知識。兩層板不同于多層板，它是一塊帶銅皮的板芯，中間只有一層介質，因此只有一種介電常數，阻抗匹配跟介電常數有關。差分走線的阻抗除了跟介電常數有關之外，還跟參考平面的高度，差分線的間距，走線銅箔厚度等有關。一般情況下，差分走線的阻抗值，介電常數和參考平面的高度都是可以知道的。在這里，我設計的板厚度是1.6mm，參考平面的高度取1.6mm，因為到了一定高度后，參考平面高度對走線阻抗的影響已經非常小了，可以忽略不計，PCB填充材料是FR4，取介電常數為4.2，USB差分走線的阻抗這里取90歐姆。
PCB的差分走線必需要知道走線寬度和間距，知道以上的參考平面高度，介電常數和差分線的阻抗等就可以反推出差分走線的線寬和間距。這里，我是用SI9000來計算，這款軟件非常常用的計算阻抗的工具，很多PCB板廠也是用這一款軟件來計算阻抗，是硬件工程師從事硬件設計非常重要的工具。下面開始運用這款軟件開始反推走線寬度和間距。
以上是用軟件反推差分走線阻抗和間距的過程，從中可以看出當參考平面高度大于20mil時，對阻抗計算結果影響非常小，可以忽略不計。上面算出了兩個結果，其中一個是差分走線寬度是13mil，間距是6mil；另一個結果是差分走線寬度是8mil，間距是4mil。這里我選擇差分走線寬度8mil，間距4mil來設計走線，走線效果如下圖。
雖然差分線已經設計出來，但不是最終結果，還要考慮等長設計。等長設計方法如何？我采用了單端走蛇形線的方法，做到等長匹配，效果如下圖。
