阻抗四大拓扑：单端 · 差分 · 共面单端 · 共面差分¶
算阻抗第一步不是「填线宽」，而是先认清楚这根走线在板子上到底是什么结构。嘉立创计算器那 8 种模式，本质上就是「单端 / 差分」×「微带 / 共面」×「带防焊 / 不带防焊」的组合。本文用华秋 DFM 的截面图把四种最基本的拓扑讲清楚：它们的几何长什么样、每个尺寸标注是什么意思、各自该在什么场景用。
为什么要单独写这一篇？因为模型选错 = 算出的线宽完全失效。两侧明明铺了共面地，却按普通微带去算 → 实测阻抗直接崩；差分线间距 S1 没控，却套用单端线宽 → 差分阻抗对不上。下面四张图先建立「几何直觉」，后面再讲参数和选型。
一、四种拓扑总览¶
| 拓扑 | 英文（华秋命名） | 结构要点 | 嘉立创对应选项 | 典型应用 |
|---|---|---|---|---|
| 单端微带 | Coated Microstrip Single-Ended | 表层 1 根信号线 + 底层完整参考地，两侧无地 | 单端阻抗（外层）/ 单端阻抗（不带防焊） | 绝大多数射频馈线、单端时钟、一般信号 |
| 差分微带 | Coated Edge-Coupled Microstrip Differential | 表层 2 根并排信号线 + 底层参考地，两侧无地，两线间有间距 S1 | 差分阻抗（外层）/ 差分阻抗（不带防焊） | USB2.0 D+/D-、LVDS、RS422、以太网 |
| 共面单端 | CPWG（Coplanar Single-Ended with Ground） | 表层 1 根信号线 + 两侧共面地 + 底层参考地 | 共面单端（外层）/ 共面单端（不带防焊） | 射频馈线（如 CH582M 蓝牙）、高密度板省面积 |
| 共面差分 | Coplanar Differential with Ground | 表层 2 根差分信号线 + 两侧共面地 + 底层参考地 | 共面差分（外层）/ 共面差分（不带防焊） | 高速差分射频、HDMI/MIPI 差分（民用较少） |
下表「带防焊 / 不带防焊」是另一维度：带防焊 = 走线盖绿油（默认）；不带防焊 = 走线开窗裸露，详见 阻抗计算实战指南 §二.4 与 嘉立创阻抗计算器详解。本文四张图均为「带防焊（Coated）」形态，绿油层已画出。
共面单端 / 共面差分的关键：地篱笆过孔（Ground Via Fence）
只要拓扑里带「共面」二字，信号线两侧的地铜皮不能只是画在表层——必须用密集的地过孔把它们连到底层参考地。否则两侧地是「浮空铜岛」，高频回流路径被切断，实测阻抗会严重偏离、辐射特性也变差。这条是共面结构最容易翻车的地方（也是前面 CH582M B 版「能烧录却没蓝牙」的高概率死因之一）。
- 过孔间距：一般取 λ/20 ~ λ/10，工程上 2.4G 建议 ≤ 1 mm（约 0.8~1.5 mm 区间）；
- 过孔规格：孔径 0.3~0.4 mm（12~16 mil），沿共面地两侧成排打，越密回流越好；
- 底层前提：底层必须是连续的地平面，共面地通过过孔与它低感连通。
反过来：如果你 PCB 上没在射频线两侧铺地，就别选「共面」模型，退回普通微带——模型必须和实物结构一致，二者不能混用。
二、单端微带（Single-Ended Microstrip）¶
几何：最经典、最常见的结构。表层只有一根信号线，正下方是完整的底层参考地平面，信号线左右两侧不铺地。电场主要集中在「信号线 ↔ 底层地」之间。
对应嘉立创选项：单端阻抗（外层）；如果对这段走线做了阻焊开窗，则选「单端阻抗（不带防焊）」。
适用场景：
- 绝大多数板载射频馈线（前提是你没在两侧铺共面地）；
- 单端时钟、复位、一般控制 / 信号走线；
- 当你板子底层是完整地、表层走线下方有连续参考层时，默认就是它。
关键提醒：一旦你在信号线两侧近距离铺了地，结构就不再是「单端微带」而变成「共面单端（CPWG）」——模型必须切换，否则线宽算错（这是新手最高频的坑，见 射频传输线：微带与共面波导）。
三、差分微带（Edge-Coupled Differential Microstrip）¶
几何：表层两根并排的信号线（正、负），下方是完整的底层参考地，两线之间留出间距 S1，两侧无地。差分信号靠两根线之间的「耦合」传输，回流路径主要在两根线之间与底层地。
对应嘉立创选项：差分阻抗（外层），目标通常 100 Ω；开窗则选「差分阻抗（不带防焊）」。
额外参数：比单端多了一个 S1（两根差分线中心到中心 / 边缘到边缘的间距）。S1 直接决定差分耦合强度，进而影响达到 100 Ω 所需的线宽 W——S1 越小、耦合越强，同样阻抗下线宽可以越细。
适用场景：
- USB2.0 的 D+ / D-（100 Ω 差分）；
- LVDS、RS422、CAN 物理层差分对；
- 以太网 MDI、一般高速差分对。
关键提醒：差分线必须等长、等宽、等间距，且全程参考层连续。长度差会破坏差分平衡，参考层被打断会让差分阻抗失配。
四、共面单端（CPWG / Coplanar Single-Ended with Ground）¶
几何：表层一根信号线，左右两侧紧邻铺共面地铜皮（间隙为 D1），同时下方仍有完整的底层参考地。电场分成两部分：信号 ↔ 底层地 + 信号 ↔ 左右侧地。因为两侧地并联了电容，等效降低了所需线宽——同样 50 Ω，共面结构比纯微带更窄、更省面积。
对应嘉立创选项：共面单端（外层）；开窗则选「共面单端（不带防焊）」。
额外参数：比单端微带多了一个 D1（信号线到两侧共面地的间隙）。D1 和 W 一起决定特性阻抗，工具算出来的 D1 必须严格还原到 PCB 上。
适用场景：
- 射频馈线、特别是 2.4G 这类小尺寸模块（本文作者的 CH582M 蓝牙馈线就用的共面单端，W=26 mil / D1=8 mil / 1.2 mm 板）；
- 表层下方参考地不连续、需要两侧地帮忙提供回流路径的场合；
- 想用更窄线宽走 50 Ω 高密度布局。
关键提醒（最重要）：
- 共面地必须通过密集地过孔（地篱笆）连到底层地，否则两侧地是「浮空岛」，回流路径断，阻抗全乱、辐射差。
- 选了「共面单端」模型，PCB 上就必须真的两侧铺地并控 D1；反之，若你两侧没铺地，就该退回「单端微带」模型，二者不能混用。
五、共面差分（Coplanar Differential with Ground）¶
几何：表层两根差分信号线 + 两侧共面地 + 底层参考地，是「差分微带」与「共面单端」的组合。同时多出两个关键尺寸：S1（两差分线间距） 和 D1（差分对到两侧共面地的间隙）。
对应嘉立创选项：共面差分（外层）；开窗则选「共面差分（不带防焊）」。
适用场景：
- 高速差分射频链路、需要两侧地屏蔽的差分对；
- HDMI、MIPI 等高速差分接口在需要共面屏蔽时的形态（民用普通板较少用到，通常差分微带就够了）。
关键提醒：S1 与 D1 都要控，且共面地同样要打地篱笆过孔连底层地。结构最复杂、对工艺和布局要求最高。
六、参数含义对照表（四张图通用）¶
华秋 DFM 的截面图里标注了这些尺寸，含义统一如下：
| 标注 | 含义 | 说明 |
|---|---|---|
| W1 | 信号线底部设计线宽 | PCB 蚀刻后铜皮底部宽度（线厂按此加工） |
| W2 | 信号线顶部线面宽度 | 蚀刻侧蚀导致 W2 < W1，呈梯形 |
| H1 | 芯板介质厚度 | 注意是介质厚度，不是成品板厚；1.2 mm 板 H1 通常约 1.065 mm |
| T1 | 铜箔厚度 | 1 oz ≈ 1.378 mil ≈ 35 µm |
| S1 | 差分线间距 | 仅差分结构有；决定耦合强度 |
| D1 | 信号线到侧边共面地的间隙 | 仅共面结构有；共面单端 / 共面差分都要控 |
| C1 | 基材上方绿油厚度 | 沟槽 / 外侧基材表面的阻焊厚 |
| C2 | 铜皮上方绿油厚度 | 信号线上方的阻焊厚（通常比 C1 薄） |
| C3 | 差分间隙处绿油厚度 | 仅差分结构有，标注在 S1 上方 |
| Er1 | 板材介电常数 | FR4 一般 4.2~4.6，绿油会抬升有效 Er |
| CEr | 阻焊（绿油）介电常数 | 通常约 3.3~3.8 |
阻抗只由截面这些参数决定，与走线长度无关——这就是为什么计算器只要填线宽、不填长度。详见 特征阻抗与阻抗匹配。
七、选型决策树（映射到嘉立创 8 模式）¶
你的走线是几根？
├─ 单根信号线
│ ├─ 两侧无共面地 → 单端阻抗（外层） [普通微带]
│ └─ 两侧有共面地（控 D1）→ 共面单端（外层） [CPWG] ← CH582M 蓝牙馈线
└─ 一对差分线（目标 100Ω）
├─ 两侧无共面地 → 差分阻抗（外层） [差分微带] ← USB2.0
└─ 两侧有共面地（控 D1）→ 共面差分（外层） [共面差分]
若对阻抗段做了阻焊开窗（裸露铜皮），把上面每一项换成「（不带防焊）」版本即可。
一句话速记：
单根 + 两侧无地 → 单端阻抗（外层）； 单根 + 两侧有地 → 共面单端； 一对 + 两侧无地 → 差分阻抗（外层）； 一对 + 两侧有地 → 共面差分； 走线开窗裸露 → 勾选「不带防焊」。
八、回到我项中的 CH582M：为什么是共面单端¶
CH582M 2.4G 蓝牙馈线用的是共面单端（CPWG）：表层一根 50 Ω 馈线，左右两侧铺了共面地（间隙 D1=8 mil），下方底层是净空 keepout 之外的参考地，并用地篱笆过孔把共面地连到底层地。所以嘉立创计算器应勾「共面单端（外层）」，填 W/D1/板厚/铜厚，反算约 50 Ω（1.2 mm 板 W=26 mil、1.0 mm 板 W≈31 mil 均为合理值）。
完整方案、线宽表与下单备注模板见 CH582M 2.4G 天线阻抗与 FR4 方案；算阻抗的 4 步流程与常见坑见 阻抗计算实战指南。
参考与延伸¶
- 阻抗计算实战指南：从选模型到落地 PCB —— 4 步计算流程 + 工具清单 + 真实 A/B 版案例
- 嘉立创阻抗计算器详解：8 种模式怎么选 —— 8 选项的笛卡尔积拆解
- 射频传输线：微带与共面波导（CPW / GCPW） —— 传输线家族与两层 / 多层板处境
- 特征阻抗与阻抗匹配：为什么只算线宽、不算线长 —— Z₀ 与走线长度是两个不同的事
- 两层板如何做阻抗控制呢？ —— 双层板做阻抗控制的实战思路，补充本文拓扑之外的板厂落地视角。
- PCB 线路板设计控制 #阻抗#计算（Si9000） —— 用 Si9000 计算本文四类拓扑线宽的操作参考。
- 华秋 DFM 软件操作教程——工具菜单-阻抗计算篇 —— 华秋 DFM 阻抗计算功能教程，对应本文四张截面图所用的工具。