Teknik PCB - Bagaimana PCB mengawal impedance?

Bagaimana PCB mengawal impedance? Dengan peningkatan terus menerus kelajuan pengtukaran isyarat PCB, pembuat rancangan PCB hari ini perlu memahami dan mengawal pengendalian jejak PCB. Bersama dengan masa penghantaran isyarat yang lebih pendek dan kadar jam yang lebih tinggi sirkuit digital modern, jejak PCB bukan lagi sambungan sederhana, tetapi garis penghantaran. Dalam praktek, diperlukan untuk memanipulasi pengendalian jejak apabila kelajuan pinggir digital lebih tinggi daripada 1ns atau frekuensi analog melebihi 300Mhz. Salah satu parameter kunci jejak PCB adalah impedance karakteristiknya (iaitu, nisbah tekanan kepada semasa gelombang dihantar sepanjang garis penghantaran isyarat). Impedasi karakteristik konduktor pada papan sirkuit cetak adalah indikator penting perancangan papan sirkuit, terutama dalam perancangan PCB sirkuit frekuensi tinggi, diperlukan untuk mempertimbangkan sama ada impedance karakteristik konduktor dan impedance karakteristik yang diperlukan oleh peralatan atau isyarat adalah umum dan sama ada mereka sepadan . Ini melibatkan dua konsep: manipulasi impedance dan persamaan impedance. Titik utama artikel ini adalah untuk komentar mengenai isu manipulasi impedance dan rancangan stack.

Kawalan Impedance control (eImpedance Control), konduktor dalam papan sirkuit akan menghantar beberapa isyarat. Untuk meningkatkan kadar penghantarannya, perlu meningkatkan frekuensinya. Perubahan dalam impedance akan menyebabkan penyelesaian isyarat. Oleh itu, nilai impedance konduktor pada papan sirkuit kelajuan tinggi sepatutnya dikawal dalam julat tertentu, yang dipanggil "kawalan impedance". Impedansi jejak PCB akan disahkan oleh induktif dan kapasitif induktif, resistensi dan konduktivitas. 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 kawat sekeliling wayar. Julat penghalang PCB adalah 25 hingga 120 ohms. Dalam praktek, garis penghantaran PCB secara umum terdiri dari jejak wayar, satu atau lebih lapisan rujukan dan bahan yang mengisolasi. Jejak dan lapisan papan membentuk impedance kawalan. PCB sering memilih struktur berbilang lapisan, dan impedance kawalan juga boleh dibina dalam berbagai cara. Bagaimanapun, tidak kira cara apa yang digunakan, Nilai penghalang akan ditentukan oleh struktur fizikalnya dan ciri-ciri elektrik bahan penghalang:Lebar dan tebal jejak isyaratThe height of the core or pre-filled material on both sides of the traceTrace and layer configurationInsulation constant of core and pre-filled material There are two main forms of PCB transmission lines: Microstrip and Stripline.Microstrip:A microstrip line is a ribbon wire, which refers to a transmission line with a reference plane on only one side. Atas dan sisi terdedah kepada udara (lapisan penutup juga boleh dilaksanakan), dan ia ditempatkan pada permukaan papan sirkuit Er konstan izolasi. Kuasa atau pesawat tanah untuk rujukan. Seperti yang dipaparkan di bawah: Perhatian: Dalam penghasilan PCB praktik, kilang papan biasanya menutupi permukaan PCB dengan lapisan minyak hijau. Oleh itu, dalam pengiraan kemudahan praktik, model yang dipaparkan dalam figur di bawah biasanya digunakan untuk pengiraan garis garis mikrostrip permukaan: Strip line: Garis garis adalah wayar garis yang ditempatkan diantara dua pesawat rujukan. Seperti yang dipaparkan dalam gambar di bawah, konstan dielektrik dielektrik yang diwakili oleh H1 dan H2 boleh berbeza. Dua contoh di atas hanya demonstrasi biasa garis microstrip dan garis strip. Terdapat banyak jenis garis microstrip spesifik dan garis strip, seperti garis microstrip meliputi, yang berkaitan dengan struktur laminat PCB spesifik. Persamaan yang digunakan untuk menghitung impedance karakteristik memerlukan pengiraan matematik yang kacau. Secara umum, kaedah penyelesaian medan digunakan, yang termasuk analisis unsur kosong. Oleh itu, menggunakan perisian pengiraan impedance istimewa SI9000, apa yang kita perlu lakukan adalah untuk mengawal parameter impedance karakteristik:konstan dielektrik Er lapisan pengisihan, lebar kawat W1, W2 (trapezoid), tebal kawat T dan tebal lapisan pengisihan H.Penjelasan pada W1 dan W2: Nilai pengiraan mesti berada dalam kotak merah. Keadaan lain boleh dicatat oleh analogi. Berikut menggunakan SI9000 untuk menghitung sama ada keperluan kawalan pengendalian dipenuhi: Pertama, menghitung kawalan pengendalian satu-hujung garis data DDR:lapisan TOP: tebal tembaga ialah 0.5OZ, lebar jejak ialah 5MIL, jarak dari lapisan rujukan ialah 3.8MIL, dan konstan dielektrik ialah 4.2. Pilih model, gantikan parameter, dan pilih pengiraan tanpa kehilangan, seperti yang dipaparkan dalam figur:Penutup menunjukkan lapisan penutup. Jika tidak ada lapisan penutup, isi 0 dalam tebal dan 1 (udara) dalam dielektrik (konstan dielektrik).Substrate menunjukkan bahawa lapisan substrat, iaitu, lapisan dielektrik, biasanya memilih FR-4, tebal dikira dengan perisian pengiraan impedance, dan konstan dielektrik adalah 4.2 (apabila frekuensi kurang dari 1GHz). Klik pada item Berat( oz), anda boleh tetapkan tebal tembaga pada paving tembaga, dan tebal tembaga menentukan tebal jejak.9. Konsep Prepreg/Core bagi lapisan pengisihan:PP (prepreg) adalah jenis bahan dielektrik, terdiri dari serat kaca dan resin epoksi. Core sebenarnya adalah media jenis PP, tetapi ia ditutup dengan foil tembaga di kedua-dua sisi, sementara PP tidak. Apabila membuat papan berbilang lapisan, biasanya CORE dan PP digunakan dalam kerjasama, CORE dan CORE dihubungkan dengan PP.10. Perkara yang memerlukan perhatian dalam perancangan kumpulan PCB:(1), masalah halaman peperangThe PCB laminate plan should be symmetrical, i. e., the dielectric thickness of each layer and the copper thickness are symmetrical. Ambil papan enam lapisan, tebal dielektrik dan tebal tembaga TOP-GND dan BOTTOM-POWER adalah sama, GND-L2 Sama dengan tebal dielektrik L3-POWER dan tebal tembaga. Dengan cara ini, tiada halaman perang berlaku semasa laminasi. (2) Lapisan isyarat patut dipasang dengan ketat dengan lapisan rujukan terdekat (iaitu, tebal dielektrik antara lapisan isyarat dan lapisan tembaga terdekat patut kecil); tembaga kuasa dan tembaga tanah sepatutnya dipasang dengan ketat. (3) Dalam keadaan kelajuan yang sangat tinggi, ia mungkin menyertai lapisan tanah yang berlebihan untuk memblok lapisan isyarat, tetapi ia disarankan untuk tidak memblok lapisan kuasa berbilang, yang mungkin menyebabkan gangguan bunyi yang tidak diperlukan. (