PCB-Neuigkeiten - Die Reflexion, die durch die Änderung der Leiterplattenstrahlbreite verursacht wird

Bei der Leiterplattenverkabelung tritt eine solche Situation oft auf: Wenn die Leiterbahn einen bestimmten Bereich durchläuft, muss aufgrund des begrenzten Verdrahtungsraums in diesem Bereich eine dünnere Leitung verwendet werden. Nach Durchqueren dieses Bereichs kehrt die Linie auf ihre ursprüngliche Breite zurück. Änderungen in der Leiterbahnbreite führen zu Impedanzänderungen und somit zu Reflexionen, die das Signal beeinflussen. Unter welchen Umständen kann dieser Effekt ignoriert werden, und unter welchen Umständen müssen wir seine Auswirkungen berücksichtigen?

Es gibt drei Faktoren, die mit diesem Effekt zusammenhängen: die Größe der Impedanzänderung, die Signalanstiegszeit, und die Signalverzögerung auf der schmalen Linie.

Diskutieren Sie zuerst das Ausmaß der Impedanzänderung. Das Design vieler Schaltungen erfordert, dass das reflektierte Rauschen weniger als 5% der Spannungsschwankung beträgt (dies hängt mit dem Rauschbudget des Signals zusammen), gemäß der Formel des Reflexionskoeffizienten:

Die ungefähre Änderung der Impedanz-Anforderung kann wie folgt berechnet werden: Wie Sie vielleicht wissen, beträgt der typische Impedanzindex auf der Leiterplatte +/-10%, und dies ist die Ursache.

Tritt die Impedanzänderung nur einmal auf, beispielsweise nachdem die Linienbreite von 8 mil auf 6 mil geändert wurde, wird die Breite von 6 mil beibehalten. Um die Rauschbudgetanforderung zu erreichen, dass das Signalreflexionsrauschen bei der plötzlichen Änderung 5% der Spannungsschwankung nicht überschreitet, muss die Impedanzänderung kleiner als 10%. Das ist manchmal schwierig. Nehmen wir den Fall der Microstrip-Linie auf der FR4-Platine als Beispiel, lassen Sie uns es berechnen. Wenn die Linienbreite 8 mils ist, ist die Dicke zwischen der Linie und der Bezugsebene 4 mils und die charakteristische Impedanz 46,5 ohms. Nachdem sich die Linienbreite auf 6mil ändert, wird die charakteristische Impedanz 54.2 Ohms, und die Impedanzänderungsrate erreicht 20%. Die Amplitude des reflektierten Signals muss den Stundard überschreiten. Was den Einfluss auf das Signal betrifft, so hängt er auch mit der Signalanstiegszeit und der Signalverzögerung vom Antriebsende zum Reflexionspunkt zusammen. Aber zumindest ist dies ein potenzieller Problempunkt. Glücklicherweise kann das Problem durch Impedanzanpassung zu diesem Zeitpunkt gelöst werden.

Tritt die Impedanzänderung zweimal auf, zum Beispiel nachdem sich die Linienbreite von 8mil auf 6mil ändert, ändert sie sich nach dem Herausziehen von 2cm wieder auf 8mil. Dann gibt es Reflexionen an beiden Enden der 2cm langen und 6mil breiten Linie. Sobald die Impedanz größer wird und positive Reflexion auftritt, wird die Impedanz kleiner und negative Reflexion tritt auf. Wenn der Abstand zwischen den beiden Reflexionen kurz genug ist, können sich die beiden Reflexionen gegenseitig aufheben und so den Aufprall verringern. Unter der Annahme, dass das Übertragungssignal 1V ist, wird 0.2V in der ersten regelmäßigen Reflexion reflektiert, 1.2V wird weiterhin vorwärts gesendet und -0.2*1.2.0.24v wird in der zweiten Reflexion zurückgespiegelt. Unter der Annahme, dass die Länge der 6mil-Linie extrem kurz ist und die beiden Reflexionen fast gleichzeitig auftreten, beträgt die Gesamtreflexionsspannung nur 0,04V, was weniger als 5% der Rauschbudget-Anforderung ist. Ob diese Reflexion das Signal beeinflusst und wieviel Einfluss sie hat, hängt daher mit der Zeitverzögerung bei der Impedanzänderung und der Signalanstiegszeit zusammen. Forschung und Experimente zeigen, dass solange die Zeitverzögerung bei der Impedanzänderung weniger als 20% der Signalanstiegszeit beträgt, das reflektierte Signal keine Probleme verursacht. Wenn die Signalanstiegszeit 1 ns ist, dann ist die Zeitverzögerung bei der Impedanzänderung kleiner als 0.2 ns entsprechend 1.2 Zoll, und Reflexion verursacht keine Probleme. Mit anderen Worten, für dieses Beispiel gibt es kein Problem, solange die Länge der 6-mil-breiten Spur kleiner als 3 cm ist.

Wenn die Leiterplattenverfolgung Breitenänderungen, Es ist notwendig, sorgfältig nach der tatsächlichen Situation zu analysieren, ob es Auswirkungen hat. Es gibt drei Parameter zu beachten: Wie groß ist die Impedanzänderung, was ist die Signalanstiegszeit, und wie lange ändert sich der halsförmige Teil der Linienbreite. Ungefähre Schätzung nach der obigen Methode, eine gewisse Marge angemessen belassen. Wenn möglich, versuchen, die Länge des Halses zu reduzieren.

Es muss darauf hingewiesen werden, dass in der eigentlichen Leiterplattenbearbeitung Parameter nicht so präzise sein können wie in der Theorie. Theorie kann Orientierung für unser Design geben, aber sie kann nicht kopiert oder dogmatisch werden. Schließlich ist dies eine praktische Wissenschaft. Der geschätzte Wert sollte entsprechend der tatsächlichen Situation angepasst und dann auf das Design angewendet werden. Wenn Sie das Gefühl haben, unerfahren zu sein, seien Sie zuerst konservativ und passen Sie sich dann entsprechend den Herstellungskosten an.

Das obige ist eine Einführung in die Reflexion, die durch die Veränderung der Leiterplattenverfolgung Breite. Ipcb wird auch für Leiterplattenhersteller and Leiterplattenherstellung Technologie.