L'actualité PCB - Pourquoi choisir le câblage PCB avec une impédance de 50 ohms

Pourquoi de nombreux ingénieurs utilisent - ils des lignes de transmission PCB de 50 ohms? Parfois, cela devient le paramètre par défaut pour le câblage PCB. Pourquoi pas 60 ou 70 ohms? Lorsque la largeur de ligne est fixée, il y a trois facteurs principaux qui affectent l'impédance de la carte PCB.

1, l'influence de la couche d'interférence électromagnétique la plus proche de la ligne de transmission de la carte PCB est proportionnelle à la distance de la ligne de transmission PCB au plan de référence le plus proche. Plus la distance est petite, plus le rayonnement est faible.

2, la diaphonie change également considérablement avec le changement d'épaisseur de la ligne de transmission, réduire l'épaisseur de la ligne de transmission de moitié réduira la diaphonie de la ligne de transmission. Troisièmement, plus la distance est petite, plus l'impédance est faible, ce qui contribue à réduire l'impact de la charge Capacitive. Tous ces trois facteurs encouragent les concepteurs à concevoir des lignes de transmission plus proches du plan de référence. La principale raison pour éviter que l'épaisseur de la ligne de transmission ne tombe à zéro est que la plupart des puces, à l'exception du Rambus 27 et de l'ancien Consortium national BTL 17, ne peuvent pas très bien piloter les lignes de transmission inférieures à 50 ohms.

Tous les contrôles d'impédance avec 50 Island PCB ne sont pas les meilleurs. Par exemple, lorsque l'ancien processeur nmos8080 fonctionnait à 100 kHz, il n'y avait pas d'interférences électromagnétiques, de diaphonie et de charge Capacitive. Dans le même temps, il n'est pas possible de conduire une ligne de transmission de 50 îles à tout moment. En ce qui concerne ce processeur, comme une Haute impédance réduit la puissance motrice, nous devons utiliser la ligne de transmission la plus mince et la plus impédante que nous puissions fabriquer.

Dans le même temps, nous devons également tenir compte des problèmes mécaniques (problèmes de processus). Par exemple, dans un espace sandwich haute tension à plaques multicouches à haute densité, 70 lignes de transmission sont difficiles à fabriquer avec la technologie actuelle de micro - impression. Dans ce cas, vous pouvez passer à 50 lignes de transmission PCB Island. La ligne de transmission de l'île 50 permet d'utiliser une largeur de ligne plus large que celle de l'île 70 pour fabriquer la carte.

Quelle est l'impédance du câble coaxial? Dans le domaine des radiofréquences, les problèmes à prendre en compte sont différents de ceux des circuits imprimés. Jusqu'à présent, l'industrie RF se concentre toujours sur les câbles coaxiaux avec des impédances similaires, et selon la publication 78 (1967) de l'Association électrotechnique internationale, Island 75 est une norme d'impédance coaxiale très acceptable, car vous pouvez adapter plus facilement plusieurs structures d'antenne populaires. Elle définit également la structure d'un fil solide en polyéthylène à 50 îlots, ayant un diamètre de blindage externe fixe et une constante diélectrique fixe de 2,2. Parce que 50 Island réduit les effets cutanés pendant la transmission.

Dans le même temps, vous pouvez démontrer la supériorité de l'impédance d'une ligne de câble coaxial à 50 îles à partir d'un théorème de physique. La perte par effet de chimiotaxie du câble est de l (par unité de longueur), proportionnelle à la résistance par effet de chimiotaxie R (par unité de longueur) divisée par l'impédance caractéristique Z du câble. La résistance cutanée totale du câble est la somme de la résistance du blindage externe et de la résistance de la ligne de transmission interne. Aux hautes fréquences, la résistance cutanée série de la couche de blindage est inversement proportionnelle à son diamètre D2. La résistance de peau série de la ligne de transmission interne est inversement proportionnelle à son diamètre D1. La résistance série totale est proportionnelle à (1 / D2 + 1 / D1). En combinaison avec les facteurs ci - dessus, les valeurs fixes de la constante diélectrique er et du diamètre de la couche de blindage D2 sont données, ce qui permet de minimiser la perte d'effet chimiotactique par la formule suivante,

Dans n'importe quel manuel élémentaire sur les ondes électromagnétiques des champs électromagnétiques, vous pouvez trouver la formule suivante: Z0 est représenté par la formule de D2, D1 et er:

En remplaçant la formule 2 dans la formule 1, la formule 3 peut être obtenue comme suit:

Le terme constant ((âer / 60) (1 / D2)) est séparé de la formule III et la variable ((1 + D2 / D1) / LN (d2d1)) détermine le point où la perte de peau est minimisée. En examinant attentivement la formule III, on constate que le point de perte minimum n'est lié qu'au rapport D2 / D1, indépendamment de er et du D2 fixé.

En prenant l en fonction de l'argument D2 / D1, la structure exploitable indique que le point de perte minimum est D2 / d1 = 5355911. On suppose que la constante diélectrique de l'isolant solide en polyéthylène est de 2,25, ce qui correspond à une vitesse de propagation de la lumière de 66%. D2 / d1 = 535911. Utilisé dans la formule 2, l'impédance caractéristique de la ligne de transmission est de 51,1. Il y a longtemps, les ingénieurs radio ont décidé de n'obtenir que l'impédance de la ligne coaxiale à 50 angströms plus pratique. Cela ne signifie pas que vous devez utiliser Island 50. Par exemple, si vous Concevez une ligne de transmission de 75 îles qui a le même diamètre de blindage externe et la même constante diélectrique, les pertes de peau n’augmentent que de 12%. Différents matériaux à permittivité diélectrique permettent d'optimiser la valeur de D2 / D1 et donc l'impédance.

L'impédance de 50 ohms est présentée ci - dessus pour le câblage. IPCB est également disponible pour les fabricants de PCB et la technologie de fabrication de PCB.