Tecnología de PCB - Atenuación dieléctrica de los extremos de los rastros y rastros de PCB

Atenuación de la señal causada por el rastro y el dieléctrico del PCB

Los factores de pérdida de la resistencia del cableado y el dieléctrico de la placa de circuito distorsionan la amplitud de la señal. Este efecto es más prominente a altas frecuencias, ya que las señales tienden a propagarse a lo largo de la superficie del rastro. La atenuación hace que el tiempo de subida de la señal sea más lento y aumenta la posibilidad de errores de datos.

El canal de transmisión de alta frecuencia dificulta que el receptor interprete la información real. Debido a la influencia del medio de transmisión, se producirán las siguientes pérdidas de transmisión:

Absorción dieléctrica: cuando la señal de alta frecuencia se propaga en la superficie de la placa de circuito, el material dieléctrico absorberá la energía de la señal. Reduce la intensidad de la señal que solo se puede controlar seleccionando el material perfecto de pcb. Se seleccionan materiales con menor pérdida de Corte para reducir la absorción dieléctrica.

Para obtener más información sobre la selección de materiales, lea la selección de materiales de pcb: precauciones eléctricas y de fabricación.

Efecto cutáneo: el efecto cutáneo es un fenómeno en el que los componentes de alta frecuencia comienzan a acercarse más al exterior que al interior del conductor de la placa de circuito. Las señales de alta frecuencia también son responsables de generar formas de onda con valores de corriente cambiantes. Tales señales tienen su propio valor de autoinducción, y a medida que aumenta la frecuencia, el valor de autoinducción aumentará. Se encarga de reducir el área de conducción eléctrica de la superficie del pcb, lo que conduce a una mayor atenuación de la resistencia y la amplitud de la señal. El efecto cutáneo se puede reducir aumentando el ancho del rastro (superficie), pero esto no siempre es factible, ya que cambiar la geometría del rastro puede causar problemas de resistencia.

A medida que aumenta el rango de señal, la atenuación también aumenta. Los siguientes factores se enumeran como las causas de la atenuación de la señal:

Fuente de ruido: frecuencia de radiofrecuencia, corriente de fuga e interferencia de corriente causan atenuación de la señal. ¡¡ cuanto mayor sea el ruido, mayor será la atenuación!

Distancia entre el transmisor y el receptor: cuando la señal pasa por una distancia más larga, su intensidad disminuye. Cuanto mayor sea la distancia entre los dos puntos, mayor será la atenuación.

Ancho del rastro: la señal disminuye menos cuando pasa por un rastro más ancho.

Comentarios: los comentarios en los rastros cercanos también son una razón para la atenuación de la señal.

Conductores y conectores: las señales se atenuan cuando pasan por diferentes materiales conductores y superficies de conectores.

Frecuencia de transmisión: cuanto más corta sea la longitud de onda, mayor será la atenuación de las ondas de radio. Esta señal se transmite a través de ondas electromagnéticas de 2,4 GHz o 5 ghz. Las ondas electromagnéticas tienen frecuencias altas y longitudes de onda cortas. Por lo tanto, la señal de radio tiene una gran atenuación y no se puede transmitir a larga distancia.

Pérdidas de resistencia relacionadas con los materiales conductores: los materiales conductores como el cobre utilizados en la fabricación de líneas de transmisión introducirán pérdidas de resistencia, lo que dará lugar a la atenuación de la señal que se propaga en las líneas de trazas de cobre.

Pérdida relacionada con el material dieléctrico: la pérdida del material dieléctrico intercalado entre líneas de transmisión puede causar pérdida dieléctrica. Esta pérdida dieléctrica forma una conductividad eléctrica en el sustrato, también conocida como resistencia inversa, y absorbe parte de la energía de la señal transmitida, lo que conduce a la atenuación de la señal.

Rugosidad de la superficie de cobre: la rugosidad de la superficie de cobre en el PCB también dificulta la propagación de la señal. Los cables de cobre ásperos aumentan la resistencia porque el terreno en la superficie de los cables de cobre hace que la señal se mueva hacia arriba y hacia abajo. Los picos superficiales también aumentan los condensadores. El cobre liso es la solución a este problema, pero es más costoso.

Resistencia del Circuito de tierra: a medida que aumenta la frecuencia, el circuito de tierra se estrecha y el área de cobre utilizada disminuye, lo que resulta en un aumento de la resistencia.

¿¿ cómo reducir la atenuación de la señal?

La atenuación de la señal se puede reducir utilizando las siguientes técnicas:

Uso de repetidores: si la señal recibida es débil, se utiliza un repetidor para regenerar la señal original reduciendo la atenuación. También mejora el rango de las señales para que puedan transmitirse a distancias más largas sin averías.

Uso del amplificador: si la señal recibida es débil, se utiliza el amplificador para aumentar su amplitud, que es diferente del repetidor que regenera toda la señal.

Selección correcta del material: la selección cuidadosa del material dieléctrico de baja pérdida y el rastro de baja resistencia puede minimizar la atenuación de la señal.

Configuración con voltaje de salida diferencial programable (vod): el Vod programable garantiza que la intensidad de la conducción esté sincronizada con la resistencia de la línea y la longitud del rastro de pcb. Aumentar el Vod de la unidad aumentará la señal del receptor.

Preestreno: el uso de un amplificador para mejorar la intensidad de la señal no es la única solución para el control de atenuación de la señal de pcb, ya que también amplifica el ruido y el temblor de la señal relacionados. El preacondicionamiento solo mejora el componente de alta frecuencia de la señal aumentando el nivel del primer símbolo de transmisión. Si los niveles de símbolos posteriores se transmiten en el mismo nivel, se mantienen sin cambios. Por ejemplo, si la señal transmite un nivel alto de tres símbolos, solo se mejora el primer símbolo. Los siguientes dos símbolos se transmitirán en el nivel habitual.