Technologie PCB - Définition de PCB board impédance

1. Caractéristiques d'impédance de la carte de circuit imprimé:

Selon la théorie de la transmission du signal, le signal est fonction des variables de temps et de distance, de sorte que chaque partie du signal sur la connexion peut changer. Ainsi, l'impédance alternative de la connexion, c'est - à - dire le rapport entre la variation de tension et la variation de courant, est déterminée comme impédance caractéristique de la ligne de transmission (impédance caractéristique): l'impédance caractéristique de la ligne de transmission n'est liée qu'à la caractéristique de la connexion de signal elle - même. Dans un circuit réel, la valeur de la résistance du fil lui - même est inférieure à l'impédance de distribution du système. Dans un circuit haute fréquence, l'impédance caractéristique dépend principalement de la capacité de distribution unitaire connectée et de l'impédance de distribution apportée par l'inductance de distribution unitaire. L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission idéale ne dépend que de la capacité de distribution unitaire et de l'inductance de distribution unitaire de la connexion.

2. Calcul de l'impédance caractéristique du circuit imprimé:

La relation de proportionnalité entre le temps de front montant d'un signal et le temps nécessaire pour que le signal soit transmis à la réception détermine si une connexion de signal est considérée comme une ligne de transmission. La relation d'échelle spécifique peut être expliquée par la formule suivante: si la longueur de connexion du fil sur la carte PCB est supérieure à l / B, le fil de connexion entre les signaux peut être considéré comme une ligne de transmission. A partir de la formule de calcul de l'impédance d'équivalence de signal, l'impédance de la ligne de transmission peut être exprimée par la formule suivante: dans le cas des hautes fréquences (quelques dizaines à quelques centaines de mégahertz), elle satisfait WL > > R (bien entendu, dans la gamme des fréquences de signal supérieures à 109 Hz, cette relation doit alors être étudiée attentivement compte tenu de l'effet cosmétique du signal). Alors, pour une certaine ligne de transmission, son impédance caractéristique est une constante. Le phénomène de réflexion du signal résulte de l'incohérence de l'impédance caractéristique de l'extrémité motrice du signal et de la ligne de transmission avec l'impédance de l'extrémité réceptrice. Pour un circuit CMOS, l'impédance de sortie du signal Drive est relativement faible, de quelques dizaines d'ohms. L'impédance d'entrée à la réception est relativement grande.

3. Contrôle d'impédance caractéristique de la carte de circuit imprimé:

L'impédance caractéristique des fils sur une carte de circuit imprimé est un indicateur important de la conception du circuit. En particulier, dans la conception de circuits PCB haute fréquence, il est nécessaire de considérer si l'impédance caractéristique du fil coïncide avec l'impédance caractéristique requise pour le dispositif ou le signal et si elle est adaptée. Par conséquent, dans la conception de la fiabilité de la conception de PCB, il y a deux concepts auxquels il faut prêter attention.

4. Contrôle d'impédance de la carte de circuit imprimé:

Il existe différentes transmissions de signaux dans les conducteurs de la carte. Lorsqu'il est nécessaire d'augmenter sa fréquence pour augmenter son taux de transmission, si le circuit lui - même diffère en raison de facteurs tels que la gravure, l'épaisseur de l'empilement, la largeur du fil, etc., la valeur de l'impédance change, la déformant. La valeur de l'impédance d'un conducteur sur une carte à grande vitesse doit donc être contrôlée dans une certaine plage, c'est ce qu'on appelle le "contrôle d'impédance". Les principaux facteurs influençant l'impédance des traces de PCB sont la largeur du fil de cuivre, l'épaisseur du fil de cuivre, la constante diélectrique du support, l'épaisseur du support, l'épaisseur des plots, le trajet du fil de masse et le câblage autour du fil. Par conséquent, lors de la conception d'un PCB, l'impédance des traces sur la carte doit être contrôlée afin d'éviter autant que possible les interférences électromagnétiques telles que la réflexion du signal et les problèmes d'intégrité du signal, et d'assurer la stabilité de l'utilisation réelle du PCB. La méthode de calcul de l'impédance des lignes microruban et ruban sur PCB peut se référer aux formules empiriques correspondantes.

5. Adaptation d'impédance de carte de circuit imprimé:

Dans une carte de circuit, s'il y a transmission de signal, il est souhaitable que de l'extrémité émettrice de la source d'alimentation, avec une perte d'énergie minimale, il soit possible de transmettre en douceur à l'extrémité réceptrice, qui sera complètement absorbée sans réflexion. Pour réaliser cette transmission, l'impédance dans la ligne doit être égale à l'impédance interne de l'émetteur pour être qualifiée d '"adaptation d'impédance". Lors de la conception de circuits PCB haute vitesse, l'adaptation d'impédance est l'un des éléments de conception. La valeur d'impédance a une relation absolue avec la méthode de câblage.

Par example, qu'il s'agisse de marcher sur la couche superficielle (microruban) ou sur la couche interne (ligne ruban / ligne double ruban), la distance de la couche de puissance de référence ou de la couche de terre, la largeur de la trace, le matériau PCB, etc. influencent la valeur de l'impédance caractéristique de la trace. En d'autres termes, la valeur de l'impédance ne peut être déterminée qu'après le câblage et l'impédance caractéristique produite par les différents fabricants de PCB est également légèrement différente. En général, certaines conditions de câblage avec des discontinuités d'impédance ne peuvent pas être prises en compte par le logiciel de simulation en raison des limitations du modèle de circuit ou des algorithmes mathématiques utilisés. À ce stade, seuls quelques terminaux (temninator) peuvent être conservés sur le schéma, tels que les résistances série. Atténue les effets de la discontinuité d'impédance de trace. La vraie solution à ce problème est d'essayer d'éviter les discontinuités d'impédance lors du câblage.