Kontrol ng Impedance ng PCB

BilangPCB Ang bilis ng paglipat ng signal ay patuloy na tumataas, kailangan ng mga taga-disenyo ng PCB ngayon na maunawaan at kontrolin ang impedance ng mga bakas ng PCB. Sa mas maiikling oras ng pagbibigay ng senyas at mas mataas na clock rate ng mga modernong digital circuit, ang mga bakas ng PCB ay hindi na mga simpleng koneksyon, kundi mga linya ng transmission.

Sa pagsasagawa, kinakailangang kontrolin ang trace impedance sa mga digital marginal na bilis na mas mataas sa 1ns o mga analog na frequency sa itaas ng 300Mhz. Ang isa sa mga pangunahing parameter ng mga bakas ng PCB ay ang kanilang katangian na impedance (i.e., ang ratio ng boltahe sa kasalukuyang ng isang alon habang ito ay naglalakbay kasama ang linya ng paghahatid ng signal). Ang katangian ng impedance ng naka-print na circuit board conductor ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng disenyo ng circuit board, lalo na saDisenyo ng PCBng mga circuit na may mataas na dalas, dapat itong isaalang-alang na ang katangian ng impedance ng konduktor at ang aparato o signal na kinakailangan ng katangian ng impedance ng pareho, magkatugma man o hindi. Ito ay nagsasangkot ng dalawang konsepto: kontrol ng impedance at pagtutugma ng impedance, ang artikulong ito ay nakatuon sa kontrol ng impedance at mga isyu sa disenyo ng stacking.

Impedance control, ang conductor sa circuit board ay magkakaroon ng iba't ibang signal transmission, upang mapabuti ang transmission rate nito at dapat mapabuti ang frequency nito, ang linya mismo, kung dahil sa ukit, kapal ng laminated layer, ang lapad ng conductor at iba pang iba't ibang mga kadahilanan, ay magreresulta sa impedance na karapat-dapat sa pagbabago, upang ang signal pagbaluktot nito. Samakatuwid, ang konduktor sa high-speed circuit board, ang halaga ng impedance nito ay dapat na kontrolado sa loob ng isang tiyak na hanay, na tinatawag na "impedance control".

Ang impedance ng isang PCB trace ay matutukoy sa pamamagitan ng inductive at capacitive inductance, resistance at conductivity nito. Ang mga salik na nakakaapekto sa impedance ng mga bakas ng PCB ay: lapad ng tansong kawad, kapal ng tansong kawad, dielectric na pare-pareho ng dielectric, kapal ng dielectric, kapal ng mga pad, landas ng ground wire, mga bakas sa paligid ng bakas, atbp. PCB impedance saklaw mula 25 hanggang 120 ohms.

Sa pagsasagawa, kinakailangang kontrolin ang trace impedance sa mga digital marginal na bilis na mas mataas sa 1ns o mga analog na frequency sa itaas ng 300Mhz. Ang isa sa mga pangunahing parameter ng mga bakas ng PCB ay ang kanilang katangian na impedance (i.e., ang ratio ng boltahe sa kasalukuyang ng isang alon habang ito ay naglalakbay kasama ang linya ng paghahatid ng signal). Ang katangian ng impedance ng naka-print na circuit board conductor ay isang mahalagang tagapagpahiwatig ng disenyo ng circuit board, lalo na sa disenyo ng PCB ng mga high-frequency circuit, dapat itong isaalang-alang na ang katangian ng impedance ng conductor at ang aparato o signal na kinakailangan ng katangian ng impedance. ng pareho, magkatugma man o hindi. Ito ay nagsasangkot ng dalawang konsepto: kontrol ng impedance at pagtutugma ng impedance, ang artikulong ito ay nakatuon sa kontrol ng impedance at mga isyu sa disenyo ng stacking.

Impedance control, ang conductor sa circuit board ay magkakaroon ng iba't ibang signal transmission, upang mapabuti ang transmission rate nito at dapat mapabuti ang frequency nito, ang linya mismo, kung dahil sa ukit, kapal ng laminated layer, ang lapad ng conductor at iba pang iba't ibang mga kadahilanan, ay magreresulta sa impedance na karapat-dapat sa pagbabago, upang ang signal pagbaluktot nito. Samakatuwid, ang konduktor sa high-speed circuit board, ang halaga ng impedance nito ay dapat na kontrolado sa loob ng isang tiyak na hanay, na tinatawag na "impedance control".

Ang impedance ng isang PCB trace ay matutukoy sa pamamagitan ng inductive at capacitive inductance, resistance at conductivity nito. Ang mga kadahilanan na nakakaapekto sa impedance ng mga bakas ng PCB ay: lapad ng tansong kawad, kapal ng tansong kawad, dielectric na pare-pareho ng dielectric, kapal ng dielectric, kapal ng mga pad, landas ng ground wire, mga bakas sa paligid ng bakas, atbp. PCB impedance saklaw mula 25 hanggang 120 ohms. Sa pagsasagawa, ang isang linya ng paghahatid ng PCB ay karaniwang binubuo ng isang bakas ng kawad, isa o higit pang mga reference na layer at insulating material. Ang bakas at ang mga layer ay bumubuo ng control impedance. Ang mga PCB ay madalas na multilayered at ang control impedance ay maaaring itayo sa iba't ibang paraan. Gayunpaman, kahit anong paraan ang ginamit, ang halaga ng impedance ay matutukoy ng pisikal na istraktura nito at ang mga elektronikong katangian ng insulating material:

       Ang lapad at kapal ng bakas ng signal;

       Ang taas ng core o pre-filled na materyal sa magkabilang gilid ng bakas;

       Ang pagsasaayos ng mga bakas at ang mga layer ng board;

       Ang insulating constants ng core at pre-filled na materyal.

       Mayroong dalawang pangunahing anyo ng mga linya ng paghahatid ng PCB: Microstrip at Stripline.

       Microstrip:

       Ang Microstrip ay isang ribbon wire, ibig sabihin ay isang transmission line na may reference plane sa isang gilid lamang, na ang itaas at mga gilid ay naka-expose sa hangin (o coated), sa itaas ng ibabaw ng insulating constant Er board, na tinutukoy sa power o ground plane.

       Tandaan: Sa aktwalPaggawa ng PCB, karaniwang pinahiran ng tagagawa ng board ang ibabaw ng PCB ng isang layer ng berdeng langis, kaya sa aktwal na mga kalkulasyon ng impedance, ang modelong ipinapakita sa ibaba ay karaniwang ginagamit para sa mga surface microstrip na linya:

       Stripline:

       Ang stripline ay isang strip ng wire na inilagay sa pagitan ng dalawang reference na eroplano, tulad ng ipinapakita sa figure sa ibaba, at ang dielectric constants ng dielectrics na kinakatawan ng H1 at H2 ay maaaring magkaiba.

       Ang dalawang halimbawa sa itaas ay isang tipikal na pagpapakita lamang ng mga linya ng microstrip at stripline, mayroong maraming iba't ibang uri ng mga partikular na linya ng microstrip at stripline, tulad ng mga laminated microstrip na linya, atbp., na lahat ay nauugnay sa stacking structure ng partikular na PCB.

       Ang mga equation na ginamit upang kalkulahin ang katangian ng impedance ay nangangailangan ng mga kumplikadong kalkulasyon sa matematika, kadalasang gumagamit ng mga pamamaraan sa paglutas ng field, kabilang ang pagtatasa ng elemento ng hangganan, kaya gamit ang espesyal na software ng pagkalkula ng impedance na SI9000, ang kailangan lang nating gawin ay kontrolin ang mga parameter ng katangian ng impedance:

       Dielectric constant ng insulation layer Er, lapad ng alignment W1, W2 (trapezoidal), kapal ng alignment T at kapal ng insulation layer H.