PCB impedantsi juhtimine

NaguPCB signaali ümberlülituskiirused kasvavad jätkuvalt, tänapäevased trükkplaatide disainerid peavad mõistma ja kontrollima PCB jälgede impedantsi. Kaasaegsete digitaalskeemide lühemate signaalimisaegade ja kõrgemate taktsageduste tõttu pole PCB jäljed enam lihtsad ühendused, vaid pigem ülekandeliinid.

Praktikas on vaja juhtida jäljetakistust digitaalse piirkiiruse korral, mis on suurem kui 1ns, või analoogsagedustel üle 300 MHz. PCB jälgede üks peamisi parameetreid on nende iseloomulik impedants (st signaali ülekandeliinil liikuva laine pinge ja voolu suhe). Trükkplaadi juhtme iseloomulik impedants on trükkplaadi disaini oluline näitaja, eritiPCB disainKõrgsageduslike vooluahelate puhul tuleb arvestada, et juhi ja seadme või signaali iseloomulik impedants nõuab sama, kas need ühtivad või mitte. See hõlmab kahte kontseptsiooni: impedantsi juhtimine ja impedantsi sobitamine, see artikkel keskendub impedantsi juhtimisele ja virnastamise disainiprobleemidele.

Impedantsi juhtimine, trükkplaadi juhil on mitmesugused signaaliedastused, et parandada selle edastuskiirust ja sagedust, joont ennast, kui söövituse tõttu, lamineeritud kihi paksust, juhi laiust. ja muud erinevad tegurid, toob kaasa muutmist vääriva impedantsi, nii et selle signaali moonutamine. Seetõttu tuleks kiire trükkplaadi juhi impedantsi väärtust juhtida teatud vahemikus, mida nimetatakse "impedantsi juhtimiseks".

PCB jälje impedants määratakse selle induktiivse ja mahtuvusliku induktiivsuse, takistuse ja juhtivuse järgi. PCB jälgede impedantsi mõjutavad tegurid on: vasktraadi laius, vasktraadi paksus, dielektriku dielektrikonstant, dielektriku paksus, padjandite paksus, maandusjuhtme teekond, jäljed ümber jälje jne. PCB impedants on vahemikus 25 kuni 120 oomi.

Praktikas on vaja juhtida jäljetakistust digitaalse piirkiiruse korral, mis on suurem kui 1ns, või analoogsagedustel üle 300 MHz. PCB jälgede üks peamisi parameetreid on nende iseloomulik impedants (st signaali ülekandeliinil liikuva laine pinge ja voolu suhe). Trükkplaadi juhi iseloomulik impedants on trükkplaadi disaini oluline näitaja, eriti kõrgsageduslike vooluahelate PCB projekteerimisel, tuleb arvestada, et juhi ja seadme või signaali iseloomulik takistus, mida nõuab iseloomulik takistus. sama, kas sobitada või mitte. See hõlmab kahte kontseptsiooni: impedantsi juhtimine ja impedantsi sobitamine, see artikkel keskendub impedantsi juhtimisele ja virnastamise disainiprobleemidele.

Impedantsi juhtimine, trükkplaadi juhil on mitmesugused signaaliedastused, et parandada selle edastuskiirust ja sagedust, joont ennast, kui söövituse tõttu, lamineeritud kihi paksust, juhi laiust. ja muud erinevad tegurid, toob kaasa muutmist vääriva impedantsi, nii et selle signaali moonutamine. Seetõttu tuleks kiire trükkplaadi juhi impedantsi väärtust juhtida teatud vahemikus, mida nimetatakse "impedantsi juhtimiseks".

PCB jälje impedants määratakse selle induktiivse ja mahtuvusliku induktiivsuse, takistuse ja juhtivuse järgi. PCB jälgede impedantsi mõjutavad tegurid on: vasktraadi laius, vasktraadi paksus, dielektriku dielektrikonstant, dielektriku paksus, padjandite paksus, maandusjuhtme teekond, jäljed ümber jälje jne. PCB impedants on vahemikus 25 kuni 120 oomi. Praktikas koosneb PCB ülekandeliin tavaliselt traadi jäljest, ühest või mitmest võrdluskihist ja isoleermaterjalist. Jälg ja kihid moodustavad juhtimistakistuse. PCB-d on sageli mitmekihilised ja juhtimistakistust saab konstrueerida mitmel viisil. Kuid ükskõik millist meetodit kasutatakse, määrab impedantsi väärtuse selle füüsiline struktuur ja isolatsioonimaterjali elektroonilised omadused:

       signaalijälje laius ja paksus;

       Südamiku või eeltäidetud materjali kõrgus mõlemal pool jälge;

       jälgede ja tahvlikihtide konfiguratsioon;

       Südamiku ja eeltäidetud materjali isolatsioonikonstandid.

       PCB ülekandeliinidel on kaks peamist vormi: Microstrip ja Stripline.

       Mikroriba:

       Mikroriba on linttraat, mis tähendab ülekandeliini, mille võrdlustasapind on ainult ühel küljel, mille ülaosa ja küljed on õhuga kokku puutunud (või kaetud), isoleeriva konstantse Er-plaadi pinna kohal, mis on viidatud toite- või alusplaadile.

       Märkus: tegelikultPCB tootmine, katab plaaditootja tavaliselt PCB pinna rohelise õli kihiga, nii et tegeliku impedantsi arvutustes kasutatakse pinna mikroriba joonte jaoks tavaliselt allpool näidatud mudelit:

       Ribajoon:

       Ribaliin on juhtmeriba, mis asetatakse kahe võrdlustasandi vahele, nagu on näidatud alloleval joonisel, ja H1 ja H2 tähistatud dielektrikute dielektrilised konstandid võivad olla erinevad.

       Ülaltoodud kaks näidet on vaid tüüpiline mikroriba liinide ja ribaliinide demonstratsioon, spetsiifilisi mikroriba liine ja ribaliine on palju erinevaid, näiteks lamineeritud mikroribaliinid jne, mis kõik on seotud konkreetse PCB virnastusstruktuuriga.

       Iseloomuliku impedantsi arvutamiseks kasutatavad võrrandid nõuavad keerulisi matemaatilisi arvutusi, kasutades sageli väljalahendusmeetodeid, sealhulgas piirielementide analüüsi, nii et spetsiaalse impedantsi arvutamise tarkvara SI9000 abil on meil vaja ainult juhtida iseloomuliku impedantsi parameetreid:

       Isolatsioonikihi Er dielektriline konstant, joonduse laius W1, W2 (trapetsikujuline), joonduse paksus T ja isolatsioonikihi paksus H.