Noticias de PCB - El impacto de los cambios en el ancho del cableado de PCB en la señal

En el cableado de placas de pcb, a menudo ocurre que cuando el rastro pasa por una zona, debido al espacio limitado de cableado en la zona, se deben usar líneas más finas. Una vez atravesada esta zona, la línea volverá a su ancho original. Los cambios en el ancho del rastro provocarán cambios en la resistencia, por lo que se producirán reflejos que afectarán la señal. ¿Entonces, ¿ en qué circunstancias se puede ignorar este impacto y en qué circunstancias debemos considerar su impacto?

Hay tres factores relacionados con este efecto: la magnitud del cambio de resistencia, el tiempo de subida de la señal y el retraso de la señal en la línea estrecha.

En primer lugar, se discute la magnitud del cambio de resistencia. Según la fórmula del coeficiente de reflexión, el diseño de muchos circuitos requiere que el ruido reflejado sea inferior al 5% de la oscilación del voltaje (esto está relacionado con el presupuesto de ruido en la señal):

Íssimo = (z2 - z1) / (z2 + z1) = à z / (à z + 2z1) à 5%

El requisito de la tasa de variación aproximada de la impedancia se puede calcular como: ¿ zàz / z10á10%

Como probablemente sepas, el índice típico de resistencia en la placa de circuito es + / - 10%, que es la causa fundamental.

Si el cambio de resistencia se produce solo una vez, por ejemplo, después de que el ancho en línea cambie de 8 a 6, se mantiene el ancho de 6. Para lograr que el ruido reflejado en la señal en caso de cambios repentinos no supere el requisito presupuestario de ruido del 5% de la oscilación de la tensión, el cambio de resistencia debe ser inferior al 10%. Esto a veces es difícil de hacer. tomemos como ejemplo la línea de MICROSTRIP en la placa fr4, hagamos cálculos. si el ancho de la línea es de 8 mils, el espesor entre la línea y el plano de referencia es de 4 mils, y la resistencia característica es de 46,5 ohm. Después de que el ancho de la línea se convirtió en 6 mil, la resistencia característica se convirtió en 54,2 ohms, y la tasa de variación de la resistencia alcanzó el 20%. La amplitud de la señal reflejada debe superar el estándar. En cuanto al impacto en la señal, también está relacionado con el tiempo de subida de la señal y el retraso de la señal desde el extremo conductor hasta el punto de reflexión. Pero al menos este es un problema potencial. Afortunadamente, este problema se puede resolver a través del terminal de coincidencia de resistencia en este momento.

Si la resistencia cambia dos veces, por ejemplo, después de que el ancho de la línea cambia de 8 a 6, vuelve a 8 después de sacar 2 cm. después, habrá reflejos en ambos extremos de la línea de 2 cm de largo y 6 mm de ancho. Una vez que la resistencia aumenta, el reflejo posterior positivo, la resistencia disminuye y aparece un reflejo negativo. Si el intervalo entre los dos reflejos es lo suficientemente corto, los dos reflejos pueden compensarse entre sí, reduciendo así el impacto. Suponiendo que la señal de transmisión sea 1v, 0,2v se refleja en el primer reflejo regular, 1,2v continúa transmitiéndose hacia adelante y - 0,2 * 1,2 = 0,24v se refleja hacia atrás en el segundo reflejo. Suponiendo que la longitud de la línea de 6 mil sea extremadamente corta y que los dos reflejos se produzcan casi simultáneamente, el voltaje total de reflexión es de solo 004v, menos del 5% del presupuesto de ruido requerido. Por lo tanto, si este reflejo afecta a la señal y el grado de influencia está relacionado con el retraso de tiempo y el tiempo de subida de la señal cuando la resistencia cambia. Estudios y experimentos han demostrado que las señales reflejadas no causan problemas siempre y cuando el retraso de tiempo en el cambio de resistencia sea inferior al 20% del tiempo de subida de la señal. Si el tiempo de subida de la señal es de 1 ns, el retraso de tiempo al cambiar la resistencia es inferior a 0,2 ns, lo que corresponde a 1,2 pulgadas, y el reflejo no causa problemas. En otras palabras, para este ejemplo, siempre y cuando la longitud del rastro de 6 milímetros de ancho sea inferior a 3 cm, no hay problema.

Cuando el ancho del rastro de PCB cambia, es necesario analizar cuidadosamente si afectará de acuerdo con la situación real. Hay tres parámetros a tener en cuenta: cuánto cambia la resistencia, cuánto tiempo sube la señal y cuánto cambia la parte del cuello del ancho de la línea. De acuerdo con la estimación aproximada del método anterior, se deja un cierto margen adecuadamente. Minimizar la longitud del cuello si es posible.

Cabe señalar que en el procesamiento real de pcb, los parámetros no pueden ser tan precisos como en teoría. La teoría puede proporcionar orientación para nuestro diseño, pero no se puede copiar ni dogmatizar. Después de todo, esta es una ciencia práctica. Las estimaciones deben corregirse adecuadamente en función de la situación real y luego aplicarse al diseño.

Lo anterior es una introducción al impacto de los cambios en el ancho del cableado de PCB en la señal. El IPCB también está disponible para fabricantes de PCB y tecnología de fabricación de pcb.