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PCB 기술

PCB 기술 - PCB 설계에서 항상 임피던스 불연속 문제를 해결하는 방법

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PCB 기술 - PCB 설계에서 항상 임피던스 불연속 문제를 해결하는 방법

PCB 설계에서 항상 임피던스 불연속 문제를 해결하는 방법

2021-10-07
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Author:Downs

모든 사람은 저항이 연속적이어야 한다는 것을 안다.그러나 사람들이 말한바와 같이"생명에서 늘 몇번이나 똥을 밟았다". 늘 때로는 PCB가 설계한 저항이 련속되지 못한다.어떡하지?

만약 전송선이 각방향의 동성이라면 신호가 전송되기만 하면 시종 전류I가 존재하게 된다.신호의 출력 전압이 V이면 신호가 전송되는 동안 전송선은 V/I 크기의 저항에 해당합니다.이 동등한 저항은 전송선의 특성 저항 Z라고 불린다.

신호를 전송하는 동안 특성 임피던스가 전송 경로를 따라 변경되면 임피던스가 연속되지 않는 노드에서 신호가 반사됩니다.

특성 임피던스에 영향을 주는 요소는 개전 상수, 개전 두께, 선가중치 및 동박 두께입니다.

회로 기판

[1] 그래디언트 선

일부 무선 주파수 부품은 패키지가 작고 SMD 용접판의 너비가 12mils로 작을 수 있으며 무선 주파수 신호의 선폭이 50mils를 초과할 수 있으므로 그라데이션 선을 사용하여 선폭의 돌연변이를 금지해야 합니다.그래디언트 선은 그림과 같습니다. 변환선은 너무 길어서는 안 됩니다.

[2] 코너

무선 주파수 신호선이 직각이 되면 유효선 너비가 모퉁이에서 커지고 임피던스가 연속되지 않아 신호 반사를 일으킨다.

불연속성을 최소화하기 위해 컷과 필렛이라는 두 가지 방법으로 코너를 조작할 수 있습니다.일반적으로 호 각도의 반지름은 R & gt;3. 오른쪽 그림과 같다.

[3] 큰 매트

50옴 마이크로밴드 라인에 큰 용접판이 있을 때, 큰 용접판은 분산 커패시터 역할을 하여 마이크로밴드 라인 특성 임피던스의 연속성을 파괴한다.마이크로밴드 선 매체를 두껍게 하고 용접판 아래의 접지면을 파냄으로써 용접판의 분포용량을 낮출 수 있다.다음 그림.

[4] 구멍 통과

통공은 회로 기판의 최상위와 하부 사이의 통공 외부에 도금된 금속 원통이다.신호 구멍은 서로 다른 레이어의 전송선을 연결합니다.구멍 잔류물은 구멍에서 사용되지 않는 부분입니다.피어싱 개스킷은 위쪽 또는 내부 전송선에 피어싱을 연결하는 원형 루프 개스킷입니다.분리 디스크는 각 전원 공급 장치 또는 접지 영역 내의 루프 공간으로, 전원 및 접지 영역에 대한 단락을 방지합니다.

구멍의 기생 매개변수

엄격한 물리 이론적 유도와 근사 분석을 통해 구멍의 등효 회로 모델은 양쪽 끝의 직렬 접지 전기 용기의 센서로 볼 수 있다. 그림1과 같다.

구멍의 등가 회로 모델

등효회로모형에서 알수 있다싶이 대지의 기생용량은 통공 자체에 존재한다.통공 역방향 용접판의 지름이 D2, 통공 용접판의 크기가 D1, PCB 판의 두께가 T, 기판의 개전 상수가?라고 가정하면 통공의 기생 용량은 다음과 비슷하다.

구멍을 통과하는 기생용량은 신호 상승 시간이 길어지고 전송 속도가 느려져 신호의 질을 악화시킬 수 있다.이와 마찬가지로 통공도 기생전기감각을 갖고있는데 이는 일반적으로 고속디지털PCBS의 기생전기용량보다 더 해롭다.

그 기생 직렬 전감은 방로 용량의 기여를 약화시켜 전체 전력 공급 시스템의 필터 효과를 약화시킨다.L은 구멍의 감전이고 h는 구멍의 길이이며 D는 중심 구멍의 지름이라고 가정합니다.일반 구멍의 근사한 기생 감지 크기는 다음과 같습니다.

빈 구멍은 무선 주파수 채널의 임피던스를 불연속하게 만드는 중요한 요소 중의 하나이다.신호 주파수가 1GHz보다 크면 구멍의 영향을 고려해야 합니다.

통공 저항의 불연속성을 줄이는 상용 방법으로는 디스크 없는 공정 사용, 출구 모델 선택, 백패드 지름 최적화 등이 있다. 백패드의 지름을 최적화하는 것은 임피던스의 불연속성을 줄이는 상용 방법이다.구멍 특성은 구멍 지름, 패드, 후면판, 스태킹 구조 및 출구 모드와 같은 구조 크기와 관련되므로 설계 프로세스마다 HFSS 및 Optimetrics를 사용하여 최적화된 시뮬레이션을 수행하는 것이 좋습니다.

모델링은 패라메트릭 모델을 사용할 때 간단합니다.검토 중에 PCB 설계자는 적절한 시뮬레이션 파일을 제공해야 합니다.

구멍의 지름, 용접판 지름, 깊이 및 백플레인이 변경되어 임피던스 불연속, 반사 및 삽입 손실이 심각할 수 있습니다.

[5] 구멍 통과 동축 커넥터

통공 구성과 마찬가지로 통공 동축 커넥터도 임피던스 불연속성이 있으므로 솔루션은 통공과 동일합니다.구멍 통과 동축 커넥터의 임피던스 불연속성을 줄이는 일반적인 방법으로는 디스크 없는 프로세스, 적절한 콘센트 모드 및 백플레인의 지름 최적화가 있습니다.