日前在设计一块两层板转接板，上面有一对USB差分线，需要做阻抗匹配设计和等长设计。
很多人不懂阻抗匹配设计和等长设计，在这里我倾囊相授，把我掌握的方法全盘托出，为小白者排忧解惑。
首先，理解一下基本的知识。两层板不同于多层板，它是一块带铜皮的板芯，中间只有一层介质，因此只有一种介电常数，阻抗匹配跟介电常数有关。差分走线的阻抗除了跟介电常数有关之外，还跟参考平面的高度，差分线的间距，走线铜箔厚度等有关。一般情况下，差分走线的阻抗值，介电常数和参考平面的高度都是可以知道的。在这里，我设计的板厚度是1.6mm，参考平面的高度取1.6mm，因为到了一定高度后，参考平面高度对走线阻抗的影响已经非常小了，可以忽略不计，PCB填充材料是FR4，取介电常数为4.2，USB差分走线的阻抗这里取90欧姆。
PCB的差分走线必需要知道走线宽度和间距，知道以上的参考平面高度，介电常数和差分线的阻抗等就可以反推出差分走线的线宽和间距。这里，我是用SI9000来计算，这款软件非常常用的计算阻抗的工具，很多PCB板厂也是用这一款软件来计算阻抗，是硬件工程师从事硬件设计非常重要的工具。下面开始运用这款软件开始反推走线宽度和间距。
以上是用软件反推差分走线阻抗和间距的过程，从中可以看出当参考平面高度大于20mil时，对阻抗计算结果影响非常小，可以忽略不计。上面算出了两个结果，其中一个是差分走线宽度是13mil，间距是6mil；另一个结果是差分走线宽度是8mil，间距是4mil。这里我选择差分走线宽度8mil，间距4mil来设计走线，走线效果如下图。
虽然差分线已经设计出来，但不是最终结果，还要考虑等长设计。等长设计方法如何？我采用了单端走蛇形线的方法，做到等长匹配，效果如下图。
