Blog de PCB - La discontinuidad de impedancia siempre existe en el diseño de PCB.

TodoS sabemos que la impedancia debe ser continua. Pero por un tiempo PCB Board No puede ser continuo, ¿Qué debo hacer??

Impedancia característica: también conocida como impedancia característica, no es resistencia DC, pertenece al concepto de transmisión a largo plazo. En el rango de alta frecuencia, durante la transmisión de la señal, cuando llega el borde de la señal, se genera una corriente instantánea entre la línea de señal y el plano de referencia (fuente de alimentación o plano de tierra) debido al establecimiento del campo eléctrico. Si la línea de transmisión es isotrópica, siempre habrá una corriente I mientras la señal esté transmitiendo, y si el voltaje de salida de la señal es V, la línea de transmisión será equivalente a una resistencia, el tamaño de V / I, esta resistencia equivalente se llama la impedancia característica Z de la línea de transmisión. Durante la transmisión de la señal, si la impedancia característica de la trayectoria de transmisión cambia, la señal se reflejará en el nodo con impedancia discontinua. Los factores que influyen en la impedancia característica son la constante dieléctrica, el espesor dieléctrico, el ancho de línea y el espesor de la lámina de cobre.

Línea de gradiente

Algunos dispositivos RF tienen paquetes pequeños, almohadillas SMD de hasta 12 mm de ancho y líneas de señal RF de más de 50 mm de ancho. Utilice líneas de gradiente para evitar cambios repentinos en el ancho de línea. Las líneas de transición no deben ser demasiado largas.

Esquina

Si las líneas de señal RF funcionan en ángulos rectos, el ancho efectivo de la línea en la esquina aumenta y la impedancia no es continua, lo que resulta en la reflexión de la señal. Para reducir la discontinuidad, hay dos métodos para tratar las esquinas: chamfer y filete. El radio del ángulo del arco debe ser lo suficientemente grande. En general, debe asegurarse de que: r > 3W.

Almohadilla grande

Cuando una línea MICROSTRIP de 50 ohmios tiene una gran almohadilla, la gran almohadilla es equivalente a la Capacitancia distribuida, lo que destruye la continuidad de la impedancia característica de la línea MICROSTRIP. Al mismo tiempo, se pueden adoptar dos métodos para mejorar: uno es engrosar el medio MICROSTRIP y el otro es vaciar la capa de tierra debajo de la almohadilla de soldadura. Ambos métodos pueden reducir la Capacitancia distribuida de la almohadilla de soldadura.

A través del agujero

El orificio es un cilindro metálico recubierto de un orificio entre la capa superior e inferior de la placa de circuito. Los agujeros de señal conectan las líneas de transmisión de diferentes capas. El Stub a través del agujero es la parte no utilizada del a través del agujero. La almohadilla de orificio es una almohadilla de anillo que conecta el orificio a la línea de transmisión superior o interna. Las almohadillas de aislamiento son huecos circulares en cada fuente de alimentación o plano de tierra para evitar cortocircuitos entre la fuente de alimentación y el plano de tierra. Si los parámetros parasitarios a través del agujero se obtienen mediante la deducción de la teoría física estricta y el análisis aproximado, el modelo de circuito equivalente a través del agujero se puede modelar como un condensador de puesta a tierra con dos extremos de Inductancia conectados en serie. El modelo de circuito equivalente a través del agujero muestra que el agujero tiene Capacitancia parasitaria al suelo. Supongamos que el diámetro de la almohadilla de soldadura a través del agujero es D2, el diámetro del agujero es D1, el espesor de la placa de PCB es T, la constante dieléctrica del sustrato de la placa es Isla μ, la Capacitancia parasitaria a través del agujero es similar a: la Capacitancia parasitaria a través del agujero causará que el tiempo de subida de la señal se prolongue y la velocidad de transmisión se ralentice. Por lo tanto, la calidad de la señal se deteriora. También hay Inductancia parasitaria a través del agujero. En el PCB digital de alta velocidad, el daño de la Inductancia parasitaria es a menudo mayor que el daño de la Capacitancia parasitaria. Su Inductancia parasitaria en serie debilitará la contribución del condensador de derivación, reduciendo así el efecto de filtrado de todo el sistema de energía. Supongamos que l es la Inductancia del orificio, H es la longitud del orificio y D es el diámetro del orificio central. La Inductancia parasitaria aproximada a través del agujero es similar a: el paso del agujero es uno de los factores importantes que conducen a la impedancia discontinua del canal de radiofrecuencia. Si la frecuencia de la señal es superior a 1 GHz, se debe considerar el efecto del orificio. Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de la impedancia a través del agujero incluyen el uso de la tecnología sin disco, la selección del método de extracción y la optimización del diámetro de la almohadilla antiestática. La optimización del diámetro de la almohadilla es un método común para reducir la discontinuidad de impedancia. Debido a que las características de los orificios están relacionadas con el tamaño del agujero, la almohadilla de soldadura, la almohadilla de soldadura, la estructura de apilamiento y el método de extracción, se sugiere utilizar hfss y optimizaciones para optimizar la simulación de acuerdo con las condiciones específicas de cada diseño. Cuando se utiliza un modelo paramétrico, el proceso de modelado es simple. Durante el examen, se pidió a los diseñadores de PCB que proporcionaran los documentos de simulación correspondientes. El diámetro del orificio, el diámetro de la almohadilla, la profundidad de la almohadilla y la resistencia a la almohadilla cambiarán, lo que dará lugar a la discontinuidad de la impedancia, la reflexión grave y la pérdida de inserción.

Conector Coaxial a través del agujero

Similar to Este via structure, Los conectores coaxiales a través de agujeros también tienen discontinuidades de impedancia, Por lo tanto, la solución es la misma que a través del agujero. Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de impedancia de los conectores coaxiales a través de agujeros son: el uso de tecnología sin disco, Un método de extracción adecuado, Y optimizar el diámetro de la almohadilla antidesgaste on PCB Board.