PCB impedanskontrol

SomPCB signalomskiftningshastigheder fortsætter med at stige, nutidens PCB-designere skal forstå og kontrollere impedansen af ​​PCB-spor. Med de kortere signaleringstider og højere klokhastigheder i moderne digitale kredsløb er PCB-spor ikke længere simple forbindelser, men snarere transmissionslinjer.

I praksis er det nødvendigt at kontrollere sporingsimpedansen ved digitale marginale hastigheder højere end 1ns eller analoge frekvenser over 300Mhz. En af nøgleparametrene for PCB-spor er deres karakteristiske impedans (dvs. forholdet mellem spændingen og strømmen af ​​en bølge, når den bevæger sig langs signaltransmissionslinjen). Den karakteristiske impedans af printkortlederen er en vigtig indikator for printkortdesign, især iPCB designaf højfrekvente kredsløb, skal det tages i betragtning, at den karakteristiske impedans af lederen og den anordning eller signal, der kræves af den karakteristiske impedans af samme, uanset om den skal matche eller ej. Dette involverer to koncepter: impedanskontrol og impedanstilpasning, denne artikel fokuserer på impedanskontrol og stablingsdesignproblemer.

Impedanskontrol, lederen i printpladen vil have en række forskellige signaltransmissioner for at forbedre dens transmissionshastighed og skal forbedre dens frekvens, selve linjen, hvis på grund af ætsning, tykkelsen af ​​det laminerede lag, lederens bredde og andre forskellige faktorer, vil resultere i impedans, der er værdig til at ændre, således at dens signalforvrængning. Derfor bør lederen i højhastighedskredsløbet, dens impedansværdi kontrolleres inden for et bestemt område, kaldet "impedanskontrol".

Impedansen af ​​et PCB-spor vil blive bestemt af dets induktive og kapacitive induktans, modstand og ledningsevne. Faktorer, der påvirker impedansen af ​​PCB-spor er: bredden af ​​kobbertråden, tykkelsen af ​​kobbertråden, dielektrikumets dielektricitetskonstant, tykkelsen af ​​dielektrikumet, tykkelsen af ​​puderne, jordledningens vej, spor omkring sporet osv. PCB-impedans spænder fra 25 til 120 ohm.

I praksis er det nødvendigt at kontrollere sporingsimpedansen ved digitale marginale hastigheder højere end 1ns eller analoge frekvenser over 300Mhz. En af nøgleparametrene for PCB-spor er deres karakteristiske impedans (dvs. forholdet mellem spændingen og strømmen af ​​en bølge, når den bevæger sig langs signaltransmissionslinjen). Den karakteristiske impedans af printkortlederen er en vigtig indikator for printkortdesign, især i PCB-designet af højfrekvente kredsløb, skal det tages i betragtning, at den karakteristiske impedans af lederen og enheden eller signalet kræves af den karakteristiske impedans af det samme, om det skal matche eller ej. Dette involverer to begreber: impedanskontrol og impedanstilpasning, denne artikel fokuserer på impedanskontrol og stablingsdesignproblemer.

Impedanskontrol, lederen i printpladen vil have en række forskellige signaltransmissioner for at forbedre dens transmissionshastighed og skal forbedre dens frekvens, selve linjen, hvis på grund af ætsning, tykkelsen af ​​det laminerede lag, lederens bredde og andre forskellige faktorer, vil resultere i impedans, der er værdig til at ændre, således at dens signalforvrængning. Derfor bør lederen i højhastighedskredsløbet, dens impedansværdi kontrolleres inden for et bestemt område, kaldet "impedanskontrol".

Impedansen af ​​et PCB-spor vil blive bestemt af dets induktive og kapacitive induktans, modstand og ledningsevne. Faktorer, der påvirker impedansen af ​​PCB-spor er: bredden af ​​kobbertråden, tykkelsen af ​​kobbertråden, dielektrikumets dielektricitetskonstant, tykkelsen af ​​dielektrikumet, tykkelsen af ​​puderne, jordledningens vej, spor omkring sporet osv. PCB-impedans spænder fra 25 til 120 ohm. I praksis består en PCB-transmissionsledning normalt af et trådspor, et eller flere referencelag og isoleringsmateriale. Sporet og lagene danner kontrolimpedansen. PCB'er vil ofte være flerlagede, og kontrolimpedansen kan konstrueres på en række forskellige måder. Uanset hvilken metode der anvendes, vil værdien af ​​impedansen blive bestemt af dens fysiske struktur og isoleringsmaterialets elektroniske egenskaber:

       Bredden og tykkelsen af ​​signalsporet;

       Højden af ​​kernen eller det forfyldte materiale på hver side af sporet;

       Konfigurationen af ​​sporene og brætlagene;

       Kernens og det forfyldte materiales isoleringskonstanter.

       Der er to hovedformer for PCB-transmissionslinjer: Microstrip og Stripline.

       Microstrip:

       Microstrip er en båndtråd, hvilket betyder en transmissionslinje med et referenceplan på den ene side, med toppen og siderne udsat for luft (eller belagt), over overfladen af ​​den isolerende konstant Er-plade, refereret til strøm- eller stelplanet.

       Bemærk: FaktiskPCB fremstilling, pladeproducenten coater normalt overfladen af ​​PCB'et med et lag grøn olie, så i faktiske impedansberegninger bruges modellen vist nedenfor normalt til overflademikrostriplinjer:

       Stripline:

       En stripline er en trådstrimmel placeret mellem to referenceplaner, som vist på figuren nedenfor, og dielektriske konstanter af dielektrikkerne repræsenteret ved H1 og H2 kan være forskellige.

       Ovenstående to eksempler er blot en typisk demonstration af mikrostrip linjer og striplines, der er mange forskellige slags specifikke microstrip linjer og striplines, såsom laminerede microstrip linjer osv., som alle er relateret til stablestrukturen af ​​det specifikke PCB.

       De ligninger, der bruges til at beregne den karakteristiske impedans, kræver komplekse matematiske beregninger, ofte ved hjælp af feltløsningsmetoder, herunder grænseelementanalyse, så ved at bruge den specialiserede impedansberegningssoftware SI9000, er alt, hvad vi skal gøre, at kontrollere parametrene for den karakteristiske impedans:

       Dielektrisk konstant for isoleringslaget Er, bredden af ​​linjeføringen W1, W2 (trapezformet), tykkelsen af ​​linjeføringen T og tykkelsen af ​​isoleringslaget H.