Dati PCB - Riflessione causata da cambiamenti nella larghezza della traccia della scheda PCB

Durante la conduzione Scheda PCB cablaggio, capita spesso che quando le tracce passano attraverso una certa area, a causa dello spazio limitato di cablaggio in questa zona, Devono essere utilizzate linee più sottili. Dopo aver attraversato questa zona, le linee tornano alla loro larghezza originale. I cambiamenti nella larghezza della traccia causano cambiamenti di impedenza e quindi riflessi, che influisce sul segnale. Quindi, in quali circostanze questo effetto può essere ignorato, e in quali circostanze dobbiamo considerare il suo effetto? Tre fattori sono coinvolti in questo effetto: l'entità del cambiamento di impedenza, il tempo di salita del segnale, e il ritardo del segnale sulla linea stretta.

L'entità del cambiamento di impedenza è discussa prima. The design of many circuits requires that the reflected noise is less than 5% of the voltage swing (this is related to the noise budget on the signal). Il tasso approssimativo di variazione dell'impedenza può essere calcolato come: △Z/Z1 ⤠10%. Come probabilmente saprai, la specifica tipica per l'impedenza su un circuito stampato è ++/-10%, e questa è la causa principale.

Se il cambiamento di impedenza si verifica solo, per esempio, dopo che la larghezza della linea è cambiata da 8 mil a 6 mil, e la larghezza rimane 6 mil, per raggiungere il requisito di bilancio del rumore che il rumore di riflessione del segnale al cambiamento improvviso non superi il 5% dell'oscillazione di tensione, la variazione di impedenza deve essere inferiore al 10%. Questo a volte è difficile da fare. Prendiamo come esempio la linea microstrip sulla scheda FR4, calcoliamolo. Se la larghezza della linea è di 8 mil, lo spessore tra la linea e il piano di riferimento è di 4 mil, e l'impedenza caratteristica è 46.5 ohm. Dopo che la larghezza della linea è cambiata a 6mil, l'impedenza caratteristica diventa 54.2 ohm, e il tasso di variazione dell'impedenza raggiunge il 20%. L'ampiezza del segnale riflesso deve superare lo standard. Quanto a quanto influisce sul segnale, è anche correlato al tempo di salita del segnale e al ritardo dall'estremità di guida al segnale al punto di riflessione. Ma almeno questo è un potenziale problema. Fortunatamente, La terminazione di corrispondenza dell'impedenza può risolvere il problema in questo momento.

Se l'impedenza cambia due volte, per esempio, La larghezza della linea cambia da 8 mil a 6 mil, e poi torna a 8 mil dopo aver tirato fuori 2 cm. Poi la riflessione si verificherà ad entrambe le estremità della linea lunga 2cm e larga 6mil. L'impedenza diventa più grande e si verifica una riflessione positiva, e poi l'impedenza diventa più piccola e si verifica la riflessione negativa. Se l'intervallo tra le due riflessioni è abbastanza breve, le due riflessioni possono annullarsi a vicenda, riducendo così l'impatto. Assumendo che il segnale di trasmissione sia 1V, 0.2V si riflette nella seconda riflessione regolare, 1.2V continua a trasmettere in avanti, e -0.2*1.2 = 0.24v si riflette nella seconda riflessione. Supponendo che la linea 6mil sia estremamente breve e che i due riflessi si verifichino quasi contemporaneamente, la tensione riflessa totale è solo 0.04V, che è inferiore al fabbisogno di bilancio del 5% per il rumore. Pertanto, se questa riflessione influisce sul segnale, e quanto, è correlato al ritardo al cambiamento di impedenza e al tempo di salita del segnale. Ricerche ed esperimenti hanno dimostrato che fintanto che il ritardo al cambiamento di impedenza è inferiore al 20% del tempo di aumento del segnale, il segnale riflesso non causerà un problema. Se il tempo di aumento del segnale è 1ns, allora il ritardo alla variazione di impedenza è inferiore a 0.2ns corrispondente a 1.2 pollici, e riflessioni non causeranno problemi. Vale a dire, per questo caso, Non c'è problema finché la lunghezza della traccia larga 6mil è inferiore a 3cm.

Quando la larghezza di traccia del Scheda PCB modifiche, dovrebbe essere attentamente analizzato in base alla situazione reale per vedere se lo influenzerà. Ci sono tre parametri di cui preoccuparsi: quanto è grande il cambiamento di impedenza, qual è il tempo di aumento del segnale, e quanto è lungo il collo della larghezza della linea cambia. Stima approssimativa secondo il metodo di cui sopra, e lasciare un certo margine appropriato. Se possibile, cercare di ridurre la lunghezza del collo. Occorre sottolineare che nella Scheda PCB trasformazione, i parametri non possono essere come nella teoria. La teoria può fornire una guida per la nostra progettazione, ma non può essere copiato o dogmatico. Dopo tutto, questa è una scienza pratica. Il valore stimato dovrebbe essere rivisto in modo appropriato in funzione della situazione reale, e poi applicato al disegno. Se si sente inesperto, essere prudenti prima, e poi regolare secondo il costo di produzione su Scheda PCB.