Tecnología de PCB - Cómo controlar la Impedancia de PCB

Impedancia de Control de Placa de circuito impreso Sí. Placa de circuito impreso La velocidad de conmutación de la señal sigue aumentando, Hoy. Placa de circuito impreso Los diseñadores necesitan entender y controlar Placa de circuito impreso Trace. Menor tiempo de transmisión de la señal y mayor velocidad de reloj para circuitos digitales modernos, Placa de circuito impreso Las trayectorias ya no son conexiones simples, Pero la línea de transmisión.

Cómo controlar la Impedancia de Placa de circuito impreso

En la práctica, es necesario controlar la Impedancia de la trayectoria cuando la velocidad del borde digital es superior a 1 ns o la frecuencia analógica es superior a 300 MHz. Uno de los parámetros clave de la traza de Placa de circuito impreso es su impedancia característica (es decir, la relación entre tensión y corriente cuando la onda se transmite a lo largo de la línea de transmisión de la señal). La impedancia característica del conductor en la placa de circuito impreso es un índice importante en el diseño de la placa de circuito. Especialmente en el diseño de Placa de circuito impreso de circuitos de alta frecuencia, es necesario considerar si la impedancia característica del conductor es consistente con la impedancia característica requerida por el equipo o la señal, y si coinciden. Esto implica dos conceptos: control de impedancia y emparejamiento de impedancia. Este trabajo se centra en el control de impedancia y el diseño de laminación.

Impedancia de Placa de circuito impreso control(eImpedance Controling), El conductor en el tablero transmitirá varias señales. Para aumentar su velocidad de transmisión, Su frecuencia debe aumentar. Si el circuito está grabado, Espesor de la lámina, Anchura del conductor y otros factores, Cambiará la impedancia y distorsionará la señal. Por consiguiente,, El valor de impedancia del conductor en el tablero de circuitos de alta velocidad debe controlarse en un cierto rango., Esto se llama "control de impedancia"..

La Impedancia de la traza de Placa de circuito impreso estará determinada por su Inductancia y Capacitancia, resistencia y conductividad. Los principales factores que influyen en la Impedancia de trazas de Placa de circuito impreso son la anchura del alambre de cobre, el espesor del alambre de cobre, la constante dieléctrica del medio, el espesor del medio, el espesor de la almohadilla de soldadura, la trayectoria del cable de tierra y el cableado alrededor del alambre. El rango de impedancia del Placa de circuito impreso es de 25 a 120 ohmios.

En la práctica, las líneas de transmisión de Placa de circuito impreso suelen consistir en trazas de alambre, una o más capas de referencia y materiales aislantes. La traza y la capa constituyen la Impedancia de control. Los Placa de circuito impreso suelen adoptar una estructura multicapa, y la Impedancia de control también puede construirse de muchas maneras. Sin embargo, cualquiera que sea el método utilizado, el valor de impedancia se determinará por la estructura física y las características eléctricas del material aislante:

Anchura y espesor de la trayectoria de la señal

Altura del núcleo o del material precargado a ambos lados de la traza

Configuración de trazas y capas

Constante de aislamiento del núcleo de hierro y del material precargado

Hay dos formas principales: Placa de circuito impreso Líneas de transmisión: líneas de MICROSTRIP y bandas.

MICROSTRIP de impedancia de Placa de circuito impreso de control:

La línea MICROSTRIP es una especie de cable de banda, se refiere a la línea de transmisión que sólo tiene plano de referencia en un lado. La parte superior y los lados están expuestos al aire (también se puede aplicar un recubrimiento) y se encuentran en la superficie de la placa de circuito Er con constante de aislamiento. El plano de potencia o de puesta a tierra es de referencia. Como sigue:

Nota: en la fabricación real de Placa de circuito impreso, la fábrica IPlaca de circuito impreso suele recubrir la superficie de Placa de circuito impreso con una capa de aceite verde. Por lo tanto, en el cálculo real de la impedancia, el modelo que se muestra a continuación se utiliza generalmente para calcular la línea MICROSTRIP superficial:

control Impedancia de Placa de circuito impreso Línea de banda:

Una línea de cinta es una línea de cinta colocada entre dos planos de referencia. Como se muestra en la siguiente figura, las constantes dieléctricas de los dieléctricos representados por H1 y H2 pueden ser diferentes.

Los dos ejemplos anteriores son sólo ejemplos típicos de líneas MICROSTRIP y strip. Hay muchos tipos específicos de líneas de MICROSTRIP y Banda, como las líneas de MICROSTRIP recubiertas, que están relacionadas con estructuras laminadas específicas de Placa de circuito impreso.

Las ecuaciones para el cálculo de la impedancia característica requieren cálculos matemáticos complejos, por lo general utilizando el método de solución de campo, incluyendo el análisis de elementos limítrofes. Por lo tanto, con el software especial de cálculo de impedancia si9000, to do lo que tenemos que hacer es controlar los parámetros de la impedancia característica:

La constante dieléctrica Er de la capa aislante, la anchura de la traza w1, W2 (trapezoide), el espesor de la traza T y el espesor de la capa aislante H.

Concepto de prepreg / núcleo de aislamiento:

PP (prepreg) es un material dieléctrico compuesto por fibra de vidrio y resina epoxi. El núcleo es en realidad un medio tipo PP, pero ambos lados están cubiertos de cobre, mientras que PP No. En la fabricación de láminas multicapas, el núcleo se utiliza generalmente en combinación con PP, y el núcleo y el núcleo se unen al pp.

Precauciones en el diseño de la laminación de Placa de circuito impreso:

Problema de deformación

El diseño de laminación de Placa de circuito impreso debe ser simétrico, es decir, el espesor dieléctrico de cada capa y el espesor de cobre de cada capa son simétricos. Por ejemplo, el espesor dieléctrico de la fuente de alimentación superior e inferior gnd - L2 es el mismo que el de la fuente de alimentación inferior. El espesor dieléctrico de la Potencia L3 es el mismo que el espesor del cobre. Esto no se doblará durante el laminado.

La capa de señal debe estar estrechamente acoplada al plano de referencia adyacente (es decir, el espesor dieléctrico entre la capa de señal y la capa de cobre adyacente debe ser pequeño); El cobre de alimentación y el cobre de puesta a tierra se acoplarán estrechamente.

En caso de muy alta velocidad, se puede a ñadir una capa de tierra adicional para aislar la capa de señal, pero se recomienda no aislar varias capas de potencia, lo que puede dar lugar a una interferencia acústica innecesaria.

La distribución de las capas de diseño de laminación típicas se muestra en la siguiente tabla:

Principios generales de la disposición de los pisos:

La parte inferior de la superficie del componente (segunda capa) es un plano de puesta a tierra que proporciona una capa de blindaje del dispositivo y un plano de referencia para el cableado de la capa superior;

Todas las capas de señal deben estar lo más cerca posible del plano de puesta a tierra;

Trate de evitar dos capas de señal directamente adyacentes;

La fuente de alimentación principal debe estar lo más cerca posible de la fuente de alimentación principal;

Se considera la simetría de la estructura laminada.

Para el diseño de la capa de la placa base, la placa base existente es difícil de controlar y dirigir el cableado de distancia. Para frecuencias de funcionamiento a nivel de placa superiores a 50 MHz

(consulte la siguiente información de 50 MHz, relax apropiadamente), se recomienda el principio de arreglo:

La superficie del componente y la superficie de soldadura son un plano de tierra completo (blindaje);

No hay capas de cableado paralelas adyacentes;

Todas las capas de señal deben estar lo más cerca posible del plano de puesta a tierra;

La señal de la llave está cerca del suelo, no a través de la partición.

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