Technologie PCB - Technologie de contrôle d'impédance caractéristique PCB

1. Définition de la ligne de transmission du signal

(1) selon le principe des ondes électromagnétiques, plus la longueur d'onde (îlot) est courte, plus la fréquence (f) est élevée. Le produit des deux est la vitesse de la lumière. C'est - à - dire que c = île. F = 3 * 1010 CM / s

(2) Bien que n'importe quel composant ait une fréquence de transmission de signal élevée, la fréquence de transmission élevée d'origine diminue ou le temps est retardé après la transmission sur le fil PCB.

Ainsi, plus la longueur du fil est courte, mieux c'est.

(3) Il est avantageux d'augmenter la densité de câblage PCB ou de raccourcir la taille du câblage. Cependant, avec une accélération de la fréquence de l'élément ou un raccourcissement de la période d'impulsion, la longueur du fil se rapproche d'une certaine plage de longueurs d'onde (vitesses) du signal. À ce stade, il y a une « distorsion» évidente lorsque les éléments sont transférés dans le fil PCB.

(4) Le paragraphe 3.4.4 de l'IPC - 2141 indique que lorsqu'un signal est transmis dans un fil, un fil est considéré comme un fil de transmission du signal si sa longueur est proche de 1 / 7 de la longueur d'onde du signal.

(5) par exemple:

Si la fréquence de transmission du signal (f) de l'élément est de 10 MHz et que la longueur du fil sur le circuit imprimé est de 50 cm, faut - il envisager un contrôle d'impédance caractéristique?

Solution: C = île. F = 3 * 1010 CM / s

Île C / fï¼ (3 * 1010 CM / s) / (1 * 107 / s) ï¼ 3000 cm

Longueur du fil / longueur d'onde du signal = 50 / 3000 = 1 / 60

Parce que: 1 / 60 "1 / 7", ce conducteur est un conducteur commun, il n'est donc pas nécessaire de prendre en compte l'impédance caractéristique.

Dans la théorie des ondes électromagnétiques, la formule de Maxwell nous dit que la vitesse de propagation vs d'un signal sinusoïdal dans un milieu est proportionnelle à la vitesse de la lumière C, mais inversement proportionnelle à la constante diélectrique du milieu de transmission.

Île vsï¼ C / â

Lorsque λ = 1, la transmission du signal atteint la vitesse de propagation de la lumière, soit 3 * 1010 CM / S.

Impédance caractéristique PCB

2. Taux de transmission et constante diélectrique

Vitesse de transmission du signal des différentes plaques à 30 MHz

Vitesse de transmission du signal de constante diélectrique du matériau diélectrique Tg (M / isla¼ s) (°C)

Vide / 1.0 300.00

Polytétrafluoroéthylène / 2.22.26

Éther de polypropylène thermodurcissable 210 2.5189.74

Résine Cyanate 225 3,0 173,21

Résine polytétrafluoroéthylène + tissu de verre E / 2.6186.25

Résine Cyanate + tissu de verre 225 3.7155.96

Polyimide + tissu de verre 230 4.5141.42

Quartz / 3,9 151,98

Tissu de verre époxy 130 ± 54.7138.38

Aluminium / 9,0 100,00

Il ressort du tableau ci - dessus que la vitesse de transmission du signal dans le matériau diélectrique diminue avec l'augmentation de la constante diélectrique (µr). Pour obtenir une vitesse de transmission de signal élevée, il est nécessaire d'adopter une valeur d'impédance caractéristique élevée; Pour une impédance caractéristique élevée, un matériau à faible permittivité (islaµr) doit être choisi; Et la constante diélectrique du téflon (islaµr) devrait être rapide.

La plaque fr - 4 est composée d'une résine époxy et d'un tissu de verre de classe e dont la constante diélectrique (µr) est de 4,7. La vitesse de transmission du signal est de 138 m / isla¼ S. la constante diélectrique (islaµr) peut être facilement modifiée en changeant le système de résine.