Tecnología de PCB - Cómo resolver el problema de que siempre hay una resistencia discontinua en el diseño de PCB

Todo el mundo sabe que la resistencia debe ser continua. Sin embargo, como dice la gente, "siempre hay varias veces en la vida que pisas la mierda" y siempre hay momentos en los que la resistencia del diseño de PCB no es continua. ¿¿ cómo hacerlo?

Si la línea de transmisión es isotrópica, siempre habrá una corriente I siempre que se transmita la señal. Si el voltaje de salida de la señal es v, durante la transmisión de la señal, la línea de transmisión será equivalente a una resistencia del tamaño V / I. esta resistencia equivalente se llama la resistencia característica Z de la línea de transmisión.

Durante la transmisión de la señal, si la resistencia característica cambia a lo largo de la ruta de transmisión, la señal se reflejará en un nodo con una resistencia discontinua.

Los factores que afectan la resistencia característica incluyen la constante dieléctrica, el espesor dieléctrico, el ancho de línea y el espesor de la lámina de cobre.

[1] línea de gradiente

Algunos dispositivos de radiofrecuencia tienen encapsulamientos más pequeños, el ancho de la almohadilla SMD puede ser tan pequeño como 12 milímetros, y el ancho de la línea de señal de radiofrecuencia puede superar los 50 milímetros. se deben usar líneas de gradiente para prohibir las mutaciones en el ancho de la línea. La línea de gradiente se muestra en la imagen. la línea de transición no puede ser demasiado larga.

[2] esquina

Si la línea de señal de radiofrecuencia está en ángulo recto, el ancho efectivo de la línea aumentará en la esquina, y la resistencia no es continua, lo que causará reflexión de la señal.

Para minimizar la discontinuidad, se pueden manejar las esquinas de dos maneras: cortar y redondear. El radio del ángulo del arco debe ser generalmente lo suficientemente grande como para garantizar: R & gt; 3 W. como se muestra en la imagen de la derecha.

[3] colchoneta grande

Cuando hay una gran almohadilla en la línea de MICROSTRIP de 50 ohm, la gran almohadilla actúa como un capacitor distribuido, destruyendo la continuidad de la resistencia característica de la línea de microstrip. Al engrosar el medio de la línea de MICROSTRIP y cavar el suelo debajo de la almohadilla, se puede reducir la capacidad de distribución de la almohadilla. Abajo la imagen.

[4] a través del agujero

El agujero a través es un cilindro metálico chapado en el exterior del agujero a través entre la parte superior e inferior de la placa de circuito. El agujero de señal conecta las líneas de transmisión en diferentes capas. Los residuos del agujero son Partes no utilizadas del agujero. La Junta a través del agujero es una Junta circular circular circular que conecta el agujero a través de la línea de transmisión superior o interna. El disco de aislamiento es un espacio circular dentro de cada fuente de alimentación o área de tierra para evitar cortocircuitos en la fuente de alimentación y la zona de tierra.

Parámetros parasitarios del agujero

Después de una estricta deducción teórica física y un análisis aproximado, el modelo de circuito equivalente del agujero puede considerarse como un inductor de un condensadores de tierra en serie en ambos extremos, como se muestra en la figura 1.

Modelo de circuito equivalente del agujero

A partir del modelo de circuito equivalente, se puede ver que la capacidad parasitaria al suelo existe en el propio agujero. Suponiendo que el diámetro de la soldadura inversa a través del agujero sea d2, el tamaño de la soldadura a través del agujero sea d1, el espesor de la placa de PCB sea T y la constante dieléctrica del sustrato sea ¿ entonces la capacidad parasitaria del agujero a través es aproximadamente la siguiente:

La capacidad parasitaria a través del agujero puede causar que el tiempo de subida de la señal se prolongue y la velocidad de transmisión se ralentice, lo que deteriorará la calidad de la señal. Del mismo modo, los agujeros a través también tienen inductores parasitarios, que suelen ser más dañinos que los condensadores parasitarios en PCBs digitales de alta velocidad.

Su inductor de serie parasitario debilitará la contribución del condensadores de derivación, debilitando así el efecto de filtrado de todo el sistema de suministro de energía. Supongamos que l es la inducción del agujero, H es la longitud del agujero y D es el diámetro del agujero central. El tamaño aproximado de la inducción parasitaria a través del agujero es aproximadamente:

El agujero es uno de los factores importantes que causan la discontinuidad de la resistencia del canal de radiofrecuencia. Si la frecuencia de la señal es superior a 1 ghz, se debe considerar el impacto del agujero.

Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de la resistencia a través del agujero incluyen: utilizar el proceso sin disco, seleccionar el modo de salida, optimizar el diámetro de la almohadilla trasera, etc. optimizar el diámetro de la almohadilla trasera es un método común para reducir la discontinuidad de la resistencia. Se recomienda utilizar hfss y optimizaciones para optimizar las simulaciones en cada proceso de diseño, ya que las características del agujero están relacionadas con el tamaño de la estructura, como el tamaño del agujero, la almohadilla, la placa posterior, la estructura de apilamiento y el modo de salida.

Cuando se utiliza un modelo paramétrico, el proceso de modelado es simple. Al revisar, los diseñadores de PCB deben proporcionar los archivos de simulación correspondientes.

El diámetro del agujero, el diámetro de la almohadilla, la profundidad y la placa posterior pueden cambiar, lo que resulta en una interrupción de la resistencia, una grave pérdida de reflexión e inserción.

[5] conector concéntrico a través del agujero

Al igual que la configuración a través del agujero, los conectores concéntricos a través del agujero también tienen continuidad de resistencia, por lo que la solución es la misma que a través del agujero. Los métodos comunes para reducir la discontinuidad de la resistencia de los conectores concéntricos a través de agujeros son: el uso de un proceso sin disco, un modo de enchufe adecuado y la optimización del diámetro de la placa posterior.