PCB Tecnico - Corrispondenza dell'impedenza del circuito stampato

Corrispondenza dell'impedenza del circuito stampato

La corrispondenza dell'impedenza si riferisce ad un metodo appropriato di corrispondenza tra la sorgente del segnale o la linea di trasmissione e il carico. Secondo la modalità di accesso, ci sono due modi di corrispondenza dell'impedenza: seriale e parallelo; Secondo la frequenza della sorgente di segnale, l'accoppiamento di impedenza può essere diviso in due tipi: bassa frequenza e alta frequenza.

1. I segnali ad alta frequenza generalmente utilizzano la corrispondenza di impedenza seriale. Il valore di resistenza della resistenza di serie è 20~75Ω, e il valore di resistenza è proporzionale alla frequenza del segnale e inversamente proporzionale alla larghezza della traccia PCB. Nei sistemi embedded, le resistenze seriali di corrispondenza vengono solitamente aggiunte per segnali con frequenze superiori a 20M e lunghezze di traccia PCB superiori a 5cm, come segnali di clock, dati e segnali bus di indirizzo nel sistema. Ci sono due funzioni di serie che corrispondono resistenza:

1.1. ridurre il rumore ad alta frequenza e il superamento del bordo. Se il bordo di un segnale è molto ripido, contiene molti componenti ad alta frequenza, che irradiano interferenze. Inoltre, è anche incline a esagerare. La resistenza di serie e la capacità distribuita della linea di segnale e la capacità di ingresso del carico formano un circuito RC, che ridurrà la ripidità del bordo del segnale.

1.2. ridurre la riflessione ad alta frequenza e l'oscillazione auto-eccitata. Quando la frequenza del segnale è alta, la lunghezza d'onda del segnale è molto breve. Quando la lunghezza d'onda è breve quanto la lunghezza della linea di trasmissione, il segnale riflesso sovrapposto al segnale originale cambierà la forma del segnale originale. Se l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione non è uguale all'impedenza di carico (cioè non corrisponde), si verificheranno riflessi all'estremità del carico, causando auto-oscillazione. Il segnale a bassa frequenza del cablaggio nella scheda PCB può essere collegato direttamente e generalmente non è necessario aggiungere una resistenza corrispondente di serie.

2. La corrispondenza dell'impedenza parallela è anche chiamata "corrispondenza dell'impedenza terminale", che è generalmente utilizzata all'interfaccia di ingresso/uscita e si riferisce principalmente alla corrispondenza dell'impedenza con il cavo di trasmissione. Ad esempio, LVDS e RS422/485 utilizzano cavi twisted-pair di categoria 5 con resistenza corrispondente all'estremità di ingresso di 100~120Ω; I segnali video utilizzano cavi coassiali con una resistenza corrispondente di 75Ω o 50Ω, e utilizzano cavi piatti con una resistenza corrispondente di 300Ω. Il valore di resistenza della resistenza parallela corrispondente è correlato al mezzo del cavo di trasmissione e non ha nulla a che fare con la lunghezza. La sua funzione principale è quella di prevenire la riflessione del segnale e ridurre l'oscillazione auto-eccitata.

Vale la pena ricordare che la corrispondenza dell'impedenza può migliorare le prestazioni EMI del sistema. Inoltre, oltre ad utilizzare resistenze serie/parallele per risolvere l'accoppiamento dell'impedenza, i trasformatori possono essere utilizzati anche per la trasformazione dell'impedenza. Esempi tipici sono le interfacce Ethernet e i bus CAN.

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