Teknik PCB - Takrifan impedance papan litar PCB

1. Karakteristik kemudahan papan sirkuit cetak:

Menurut teori penghantaran isyarat, isyarat adalah fungsi pembolehubah masa dan jarak, jadi setiap bahagian isyarat pada sambungan boleh berubah. Oleh itu, menentukan halangan AC sambungan, iaitu, nisbah perubahan tegangan kepada perubahan semasa sebagai halangan karakteristik garis penghantaran (Impedan Karakteristik): halangan karakteristik garis penghantaran hanya berkaitan dengan karakteristik sambungan isyarat sendiri. Dalam sirkuit sebenar, nilai perlawanan wayar sendiri lebih kecil daripada impedance yang disebarkan sistem. Dalam sirkuit frekuensi tinggi, impedance karakteristik terutamanya bergantung pada impedance yang disebarkan dibawa oleh kapasitas disebarkan unit dan indutan yang disebarkan unit sambungan. Impedansi karakteristik bagi garis penghantaran ideal hanya bergantung pada kapasitasi yang disebarkan unit dan induktansi yang disebarkan unit sambungan.

2. Kalkulasi pengendalian karakteristik papan sirkuit cetak:

Hubungan proporsional antara masa pinggir naik isyarat dan masa yang diperlukan untuk isyarat dihantar ke hujung penerima menentukan sama ada sambungan isyarat dianggap sebagai garis penghantaran. Hubungan proporsional khusus boleh dijelaskan dengan formula berikut: Jika panjang sambungan wayar pada papan PCB lebih besar daripada l/b, wayar sambungan antara isyarat boleh dianggap sebagai garis penghantaran. Dari formula pengiraan impedance yang sama dengan isyarat, impedance garis transmisi boleh diekspresikan dengan formula berikut: Dalam kes frekuensi tinggi (puluhan megahertz hingga ratusan megahertz), ia memenuhi wL>>R (tentu saja, dalam julat frekuensi isyarat yang lebih besar dari 109Hz, kemudian mempertimbangkan kesan kulit isyarat, hubungan ini perlu dipelajari dengan teliti). Kemudian untuk garis transmisi tertentu, impedance karakteristiknya adalah konstan. Fenomen refleksi isyarat disebabkan oleh ketidakkonsistensi karakteristik impedance akhir pemandu isyarat dan garis pemindahan dan impedance akhir penerima. Untuk sirkuit CMOS, impedance output hujung pemandu isyarat adalah relatif kecil, puluhan ohms. Impedansi input akhir penerimaan relatif besar.

3. Kawalan impedance karakteristik papan sirkuit cetak:

Impedansi karakteristik wayar pada papan sirkuit cetak adalah indikator penting bagi desain sirkuit. Terutama dalam rancangan PCB sirkuit frekuensi tinggi, diperlukan untuk mempertimbangkan sama ada impedance karakteristik wayar konsisten dengan impedance karakteristik yang diperlukan oleh peranti atau isyarat, dan sama ada ia sepadan. Oleh itu, terdapat dua konsep yang mesti diperhatikan dalam rancangan kepercayaan PCB.

4. Kawalan kekuatan papan sirkuit cetak:

Terdapat pelbagai transmisi isyarat dalam konduktor di papan sirkuit. Apabila diperlukan untuk meningkatkan frekuensinya untuk meningkatkan kadar penghantarannya, jika litar itu sendiri berbeza disebabkan faktor seperti menggambar, tebal tumpukan, lebar wayar, dll., nilai penghalang akan berubah, menjadikannya isyarat adalah distorsi. Oleh itu, nilai impedance konduktor pada papan sirkuit kelajuan tinggi sepatutnya dikawal dalam julat tertentu, yang dipanggil "kawalan impedance". Faktor utama yang mempengaruhi pengendalian jejak PCB ialah lebar wayar tembaga, tebal wayar tembaga, konstan dielektrik medium, tebal medium, tebal pad, laluan wayar tanah, dan kabel sekeliling wayar. Oleh itu, apabila merancang PCB, pengendalian jejak pada papan mesti dikawal untuk menghindari refleksi isyarat dan gangguan elektromagnetik lain dan masalah integriti isyarat sebanyak mungkin, dan untuk memastikan kestabilan penggunaan sebenar PCB. Kaedah pengiraan penghalangan garis microstrip dan garis strip pada PCB boleh rujuk kepada formula empirik yang sepadan.

5. Keadaan yang sepadan papan sirkuit dicetak:

Dalam papan sirkuit, jika terdapat penghantaran isyarat, diharapkan bahawa dari hujung penghantaran sumber kuasa, ia boleh dihantar dengan lancar ke hujung penerima dalam keadaan kehilangan tenaga minimum, dan hujung penerima akan menyerapnya sepenuhnya tanpa sebarang refleksi. Untuk mencapai transmisi semacam ini, impedance dalam garis mesti sama dengan impedance dalaman penghantar yang dipanggil "impedance matching". Apabila merancang sirkuit PCB kelajuan tinggi, persamaan impedance adalah salah satu unsur desain. Nilai impedance mempunyai hubungan mutlak dengan kaedah kabel.

Contohnya, sama ada hendak berjalan di lapisan permukaan (Microstrip) atau lapisan dalaman (Stripline/Double Stripline), jarak dari lapisan kuasa rujukan atau lapisan tanah, lebar jejak, bahan PCB, dll. akan mempengaruhi nilai pengendalian karakteristik jejak. Dengan kata lain, nilai impedance hanya boleh ditentukan selepas kawat, dan impedance karakteristik yang dihasilkan oleh penghasil PCB yang berbeza juga sedikit berbeza. Secara umum, perisian simulasi tidak boleh mempertimbangkan beberapa keadaan kabel dengan impedance berhenti disebabkan keterangan model sirkuit atau algoritma matematik yang digunakan. Pada masa ini, hanya beberapa penghentian (Temninators), seperti perlawanan siri, boleh disimpan pada diagram skematik. Melemahkan kesan penghentian dalam pengendalian jejak. Solusi sebenar untuk masalah adalah untuk mencuba untuk menghindari penghentian impedance apabila kabel.