PCBニュース - PCBトレース幅の変化による反射

PCB配線では、そのような状況がしばしば起こります。トレースがある領域を通過するとき、その領域の限られた配線スペースのために、より細い線を使用しなければなりません。この領域を通過した後、元の幅に戻る。トレース幅の変化はインピーダンス変化を引き起こします、そして、したがって、反射は起こります。それで、どんな状況の下で、この影響は無視されることができます、そして、どんな状況の下で我々はその影響を考慮しなければなりませんか？

この効果に関連する3つの因子がある, 信号立ち上がり時間, と細い線の信号遅延.

まずインピーダンス変化の大きさを論じた。多くの回路の設計は、反射係数が電圧振幅の5 %未満であることを必要とする（これは信号のノイズ収支に関連している）。

インピーダンスの近似的な変化率要件は、以下のように計算することができる。ご存知のように、回路基板上のインピーダンスの典型的な指数は±10 %で、これが根本原因です。

一度だけインピーダンス変化が発生した場合、例えば線幅が8ミルから6ミルまで変化した後、6 milの幅が維持される。急激な変化時の信号反射ノイズが電圧振幅の5 %を超えないというノイズ予算の要求を達成するためには、インピーダンス変化は10 %未満でなければならない。これは時々難しい。FR 4ボード上のマイクロストリップラインのケースを例に取りましょう。線幅が8ミルの場合、ラインと基準面の厚さは4ミルであり、特性インピーダンスは46.5オームである。線幅が6 milに変化した後、特性インピーダンスは54.2オームとなり、インピーダンス変化率は20 %に達する。反射信号の振幅は基準を超えなければならない。信号への影響についても、信号の立ち上がり時間と、駆動端から反射点までの信号遅延に関係する。しかし、少なくともこれは潜在的な問題点です。幸いにも、このときのインピーダンス整合終了によって問題を解決できる。

インピーダンス変化が2回発生すると、例えば線幅が8 milから6 milまで変化した後、2 cmを抜いた後8 milに戻る。それから、2 cm長および6ミルの広いラインの両端に反射がある。インピーダンスが大きくなり正反射が発生するとインピーダンスが小さくなり、負の反射が生じる。つの反射の間隔が十分短い場合、2つの反射は互いに相殺することができ、それによって衝撃を低減することができる。伝送信号が1 Vであると仮定すると、0.2 Vが第1の正則反射で反射され、1.2 Vが前方に送信され続け、−0.2×1.2＝0.24 Vが第2の反射で反射される。6 mil線の長さが非常に短く，2つの反射がほぼ同時に起こると仮定すると，全反射電圧は0 . 04 vであり，雑音収支要件の5 %以下である。したがって、この反射が信号に影響を及ぼし、どれだけ影響を及ぼすのかは、インピーダンス変化と信号立ち上がり時間の時間遅延に関係する。研究および実験は、インピーダンス変化における時間遅延が信号立ち上がり時間の20 %未満である限り、反射信号は問題を生じないことを示す。信号立ち上がり時間が1 nsの場合、インピーダンス変化時の時間遅延は1.2インチに相当する0.2 ns以下であり、反射は問題を生じない。すなわち、本実施例では、6ミル幅のトレースの長さが3 cm未満であれば問題はない。

時 PCBトレース 幅変更, 実態に応じて慎重に分析する必要がある, それが影響を及ぼすかどうか. 注意を払う3つのパラメータがあります：インピーダンス変化はどれくらい大きいですか, 信号の立ち上がり時間は, そして線幅変化のネック部分はどれくらいですか. 上記の方法による概算, 一定の余裕を残す. できれば, 首の長さを減らす.

指摘する必要があるのは、実際のPCB処理では、パラメータは理論と同じくらい正確ではないということです。理論は我々のデザインのためのガイダンスを提供することができます、しかし、それはコピーされることができないか、独断的でありえません。結局、これは実用科学だ。推定値は実際の状況に応じて適宜修正し，設計に適用した。あなたが未経験であると感じるならば、最初に保守的で、それから、製造コストに応じて適切に調整してください。

上記の変更によって引き起こされた反射の導入です PCBトレース width. IPCBも提供されて PCBメーカー and PCB製造 テクノロジー.