PCB技術 - PCB基板設計変更によるトレース幅の変化

時PCB基板配線, 痕跡がある地域を通過するとき、しばしば起こる, その地域の限られた配線スペースのため, 細い線を使わなければならない. この地域を通過した後, 行が元の幅に戻る. トレース幅の変化はインピーダンス変化を引き起こす, したがって、反射が起こる, 信号に影響を与える. したがって、どのような状況下でこの効果を無視することができます, 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。インピーダンス変化の大きさ，信号立ち上がり時間，および狭線上の信号遅延。

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、反射されたノイズが電圧スイングの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する）。反射係数式によって、インピーダンス変化の近似率を算出することができる。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±2 * 10 %で、これが根本原因です。

PCBのインピーダンスが一度だけ変化すると、例えば、ライン幅が8ミルから6ミルに変化した後、6ミルの幅が維持される。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。

もしプリント配線板インピーダンス 変更2回, 例えば, 線幅が8ミルから6ミルまで変化したあと, 2 cm抜けると8ミリに戻る. それから、2 cm長と6ミルの広い線の両端に反射がある. インピーダンスが大きくなると正の反射が生じる, その後、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ならば, 二つの反射は互いに相殺する, それによって衝撃を減らす. 伝送信号が1 Vであると仮定する, 0.2 vは第1の正則反射に反映される, 1.2 Vは転送され続ける, および- 0.2*1.2 = 0.24 Vは、第2の反射において、反映される. 6 MIL線の長さが非常に短いと仮定する, そして、2つの反射は、ほぼ同時に起こります, 全反射電圧はである0.4 V, これは、ノイズの予算要件の5 %未満です. 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かは、インピーダンス変化及び信号立ち上がり時間における時間遅延に関連する. 研究と実験は、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 %未満であることを示す, 反射された信号は問題を引き起こさない. 信号立ち上がり時間が1 nsの場合, それから、インピーダンス変化の時間遅延は0未満である.1に対応する2 ns.2インチ, そして、反射は問題を引き起こしません. 言い換えれば, この例では, 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.

PCB設計跡幅が変化するとき、それが影響を引き起こすかどうか、実際の状況に従って慎重に分析する必要があります。インピーダンス変化はどのくらい大きいのか、信号の立ち上がり時間はどのくらいであり、どのくらいの長さが線幅変化のネック部分であるかに注意する必要があります。上記の方法により概算して一定のマージンを適切に残す。できれば首の長さを減らしてください。

それは実際には PCB基板処理, そのパラメータは理論ほど正確ではない. 理論は我々のデザインのためのガイダンスを提供できる, しかしコピーできないか独断できない. 結局, これが現実科学だ. 推定値は、実際の状況に応じて適宜修正すべきである, そして、デザインに適用. あなたが経験がないと感じるならば, 保守的である, その後、製造コストに応じて適宜調整する.