Notizie PCB - L'impedenza caratteristica del PCB è correlata alla frequenza?

L'impedenza caratteristica del PCB è correlata alla frequenza?

Quando ci riferiamo all'impedenza caratteristica, di solito consideriamo raramente la sua relazione con la frequenza. Il motivo è che l'impedenza caratteristica è una proprietà abbastanza stabile della linea di trasmissione, che è principalmente correlata alla struttura della linea di trasmissione, cioè alla forma della sezione trasversale. Dal punto di vista ingegneristico, è ragionevole considerare l'impedenza caratteristica come una quantità costante. Ad essere onesti, dopo tanto tempo di progettazione SI, non ho incontrato una situazione in cui il cambiamento caratteristico di impedenza debba essere considerato.

Generalmente, questo sito web introduce il processo di elaborazione SMT e i problemi nella scheda PCBA. Poiché questo problema è da considerare oggi, allora andremo un po' più a fondo per vedere il vero volto della caratteristica impedenza. Anche se non c'è molto valore applicativo ingegneristico, è comunque buono per capire il problema.

L'impedenza caratteristica è una quantità spesso menzionata nell'analisi teorica delle linee di trasmissione. Dal punto di vista delle linee di trasmissione, esso può essere espresso con la seguente formula Z0=â Ֆš ï£(L/C).

L è l'induttanza per unità di lunghezza della linea di trasmissione e C è la capacità per unità di lunghezza. A prima vista, sembra che non ci sia alcun cambiamento nella formula. Ma l'impedenza caratteristica è davvero una quantità costante? Usiamo il software Polar per eseguire il calcolo dello sweep di frequenza su una linea di trasmissione con una sezione trasversale fissa e la gamma di frequenza è impostata a 100MHz ~ 10GHz

In realtà, questo comporta un problema profondo nell'elettromagnetismo. Il colpevole è l'induttanza! L'induttanza è un problema molto complicato. Il calcolo teorico dell'induttanza è molto noioso. I netizen interessati possono trovare informazioni per vedere il calcolo dell'induttanza. Non scriverò qui il processo dettagliato di derivazione. In poche parole, l'induttanza di un filo consiste di due parti: l'induttanza interna del filo e l'induttanza esterna del filo. Quando la frequenza aumenta, l'induttanza interna del filo diminuisce, l'induttanza esterna rimane invariata e l'induttanza totale diminuisce, che porta a una diminuzione dell'impedenza caratteristica.

Sappiamo che la definizione di induttanza si riferisce al numero di giri di flusso magnetico intorno alla corrente. L'induttanza diminuisce con la frequenza, e la nostra intuizione ci dice che la distribuzione corrente nel filo deve essere cambiata. A questo punto, penso che tutti i netizen dovrebbero essere improvvisamente illuminati. Devi avere familiarità con l'effetto della pelle.

Quando la frequenza aumenta, la corrente si concentra sulla superficie del filo, la densità di corrente all'interno del filo diminuisce e, naturalmente, l'induttanza diminuisce. L'essenza dell'induttanza è il numero di giri di flusso magnetico intorno alla corrente. Prestare attenzione alla frase "intorno alla corrente". Supponendo che ci sia una situazione estrema, la corrente all'interno del filo scompare completamente e tutta la corrente è concentrata sulla superficie del conduttore. Naturalmente, le linee di forza magnetica non possono circondare la corrente interna e l'induttanza interna scompare. L'induttanza totale del filo diminuisce e la parte ridotta è l'induttanza interna del filo. Naturalmente, questa affermazione non è rigorosa, ma è molto utile per una comprensione intuitiva.

in conclusione:1. L'impedenza caratteristica della linea di trasmissione è infatti correlata alla frequenza. Man mano che la frequenza aumenta, l'impedenza caratteristica diminuisce, ma gradualmente si stabilizza.

2. La ragione del cambiamento nell'impedenza caratteristica è che l'induttanza per unità di lunghezza del filo diminuisce man mano che la frequenza aumenta.

3. Il cambiamento di questa impedenza caratteristica è molto piccolo e la sua influenza generalmente non è considerata nelle applicazioni ingegneristiche. Sappiate solo che esiste una cosa del genere.

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