Tecnología de PCB - Cambios en el ancho de la pista causados por cambios en el diseño de los PCB

Cuando se cableado de pcb, a menudo ocurre que cuando el rastro pasa por una determinada 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. 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). De acuerdo con la fórmula del coeficiente de reflexión, la tasa de variación aproximada de la impedancia se puede calcular como: ¿ z / z1? 10%. Como probablemente sepas, el índice típico de resistencia en la placa de circuito es + / - 10%, que es la causa fundamental.

Si la resistencia del PCB solo cambia una vez, por ejemplo, después de cambiar el ancho en línea de 8 a 6, mantenga el ancho de 6 milímetros. Para cumplir los requisitos presupuestarios de ruido, es decir, que el ruido reflejado en la señal en caso de cambio repentino no supere el 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, vamos a calcular. 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 del PCB cambia dos veces, por ejemplo, después de cambiar el ancho de la línea de 8 mil a 6 mil, después de sacar 2 cm, vuelve a 8 mil. Luego, habrá reflejos en ambos extremos de la línea de 2 centímetros de largo y 6 millas de ancho. Una vez que la resistencia aumenta y aparece un reflejo 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 diseño 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. Si sientes que careces de experiencia, primero debes ser conservador y luego ajustarlo adecuadamente de acuerdo con los costos de fabricación.