Tecnología de PCB - Resistencia característica del diseño de PCB de alta velocidad

En el diseño de PCB de alta velocidad, a menudo controlamos la resistencia característica de las líneas de señal de alta velocidad para optimizar la calidad de la señal. ¿¿ cuál es la resistencia característica?

1. principios de las líneas de transmisión

Antes de presentar la resistencia característica, revise los principios básicos de la línea de transmisión introducidos en el "video de integridad de la señal". A la izquierda de la siguiente imagen se muestra el modelo rlgc con parámetros concentrados del Circuito de baja frecuencia y a la derecha el modelo rlgc con parámetros distribuidos del Circuito de alta frecuencia.

Resolver la ecuación de cálculo de la línea de transmisión es fácil para ti, así que no la presentaré aquí. El resultado de la ecuación es que podemos obtener la constante de atenuación, la resistencia característica, la constante de cambio de fase de la línea de transmisión de pcb, etc. Para el significado específico, consulte "video de integridad de señal" para más detalles. Aquí se presenta principalmente la aplicación de la resistencia característica de los pcb. La siguiente es la fórmula para la resistencia característica obtenida resolviendo la ecuación, pero no es muy útil porque no puedes saber r, l, G y c por unidad de longitud.

2. efectos del desajuste de la resistencia característica

La resistencia característica de la línea de transmisión se refiere a la resistencia correspondiente a cada punto de la línea cuando la señal de alta velocidad se transmite en la línea pcb. Esperamos que la resistencia característica de la línea de transmisión no cambie repentinamente, ya que los cambios repentinos en la línea de transmisión causarán reflejos de la señal, lo que afectará la calidad de la señal.

3. selección de la resistencia característica

La resistencia característica del PCB está determinada por la resistencia de coincidencia ZL en el extremo de la carga, dependiendo de las especificaciones de las diversas interfaces. El error de resistencia característica se ve afectado principalmente por el proceso de fábrica de la placa de pcb, que generalmente se puede controlar dentro del 5% al 10%. El siguiente es el control de resistencia de PCB de interfaz común.

Cable diferencial USB 90 islas

Línea diferencial PCIe 100 islas

Línea de transmisión de un solo extremo de radiofrecuencia 50 islas

50 islas de líneas de transmisión ordinarias de un solo extremo

4. diseño de resistencia característica de PCB

En la actualidad, los fabricantes de PCB a menudo utilizan el software polar si9000 para calcular la resistencia característica. Tomemos como ejemplo la línea de señal de un solo extremo de la siguiente manera. Hay cuatro parámetros de configuración: constante dieléctrica, espesor dieléctrico, ancho de línea y espesor de lámina de cobre.

Constante dieléctrica er1: constante dieléctrica de la hoja, generalmente 4.2 - 4.5 para la hoja fr4.

Espesor medio h1: espesor de la placa o pp.

Ancho de línea w1 / w2: ancho de línea del cableado de pcb.

Espesor de la lámina de cobre: según la situación real, hay 0,5 / 1 / 2 oz, etc.

A través del cálculo de la línea de señal de un solo extremo de las 50 islas anteriores, todos deben saber claramente por qué la línea de señal de la placa de 2 pisos es difícil de coincidir con la resistencia de las 50 islas.

¿5. ¿ la resistencia característica es normal?

A través de la introducción de los principios anteriores y el funcionamiento del software, básicamente puede diseñar fácilmente PCB con coincidencia de Resistencia característica.

Sin embargo, mirando hacia atrás en el ejemplo de "video de simulación pcie3.0", los indicadores clave para evaluar los enlaces de transmisión son principalmente S11 y s21. La coincidencia de resistencia característica solo garantiza s11. Para el cableado de PCB de larga distancia y por encima de ghz, el impacto de s21 es más importante. Por lo tanto, al tiempo que se garantiza la resistencia característica, deje que el s21 también cumpla con los requisitos para indicar que su diseño de PCB está bien.