Дизайн PCB - при размещении PCB признавалась важность конструирования импедансов

Какое сопротивление?

в области электроэнергетики, the resistance to the current in printed circuit board is often called impedance. единица сопротивления ом, usually expressed as Z, Это сложное число:

Z = R (Омега I L - 1 / (c) Омега)

Specifically, сопротивление можно разделить на две части, resistance (real part) and reactance (imaginary part).

реактивное сопротивление включает в себя ёмкостное и индуктивное. электрическое заграждение, вызванное емкостью, называется ёмкостным реактивным сопротивлением, вызываемым индуктивностью.

идеальная модель согласования импедансов

Большинство радиоинженеров столкнулись с проблемой согласования сопротивлений. in layman's terms, согласование импедансов призвано обеспечить эффективную передачу сигнала или энергии от "источника" к "нагрузке".

Конечно, идеальная модель ZZ ожидает, что выходной импеданс конца источника 50 ом, передаточная линия полное сопротивление 50 ом, загрузочный конец входного импеданса 50 ом, это Z идеал.

However, На самом деле сопротивление питания не достигнет 50 ом, and the load impedance will not be 50ohm, для этого потребуется несколько согласующих сопротивлений.

В то время как маршрут распределения пар состоит из индуктивности и емкости, необходимо использовать емкость и индуктивность для отладки схемы согласования сопротивлений для достижения оптимальных радиочастотных характеристик.

метод согласования импедансов

There are two main methods of impedance matching, сила сопротивления, the other is to adjust the transmission line.

изменение импеданса - это регулирование импеданса нагрузки путем последовательного соединения емкости, индуктивности и нагрузки, чтобы привести его в соответствие с сопротивлением источника и сопротивлением нагрузки.

регулировка линии передачи - это удлинение расстояния между питанием и нагрузкой, установка сопротивления на нуль с помощью емкости и индуктивности.

сейчас, the signal will not be emitted and the energy can be absorbed by the load.

в высокоскоростной PCB проводки, цифровые сигналы, как правило, имеют полное сопротивление проводов 50 ом. для коаксиальных кабелей, как правило, устанавливается базовая полоса в 50 ом, полоса частот в 75 ом и двухниточная (разница) в 85 - 100 ом.

Пример согласования импедансов: вызов

Я столкнулся с проблемой звонков при измерении электрических сигналов в проекте.

Поскольку в любой линии передачи неизбежно присутствуют сопротивление провода, индуктивность провода и гибридная емкость, стандартные импульсные сигналы, проходящие через длинную линию передачи, могут легко обнаруживаться как волны, так и звонки. многочисленные эксперименты показывают, что сопротивление проводов может снизить среднюю амплитуду импульса. наличие паразитных конденсаторов и индуктивности проводов является основной причиной как результата, так и вызова. при одинаковом времени подъёма фронта импульса, чем больше индуктивность провода, тем серьезнее подъём фронта импульса и колебания. Чем больше емкость рассеяния, тем дольше поднимается форма волны. с увеличением лобового сопротивления амплитуда импульса уменьшается.

если в процессе передачи сигналов чувствуется изменение импеданса, возникает отражение сигнала. сигнал может быть сигналом от пилота или отражательным сигналом от дальнего конца. по формуле коэффициентов отражения, когда сигнал чувствует меньшее сопротивление, происходит отрицательное отражение, отрицательное напряжение отражается на сигнале, которое вызывает нижнюю всасываемость. сигнал многократно отражается между пилотом и дистанционной нагрузкой, в результате чего возникает сигнал вызова. выходное сопротивление большинства чипов очень низко, и если выходное сопротивление меньше характеристического сопротивления проводов PCB, сигнал неизбежно будет звучать, если нет подключения конца источника.

в реальной цепи следующие методы используются для сокращения и подавления увеличенных ходов и звонков.

1) последовательное сопротивление. использование линий передачи с большим сопротивлением или искусственное соединение соответствующих демпфирующих сопротивлений может снизить амплитуду импульса и таким образом снизить уровень волны и вызова. Однако, когда входное сопротивление слишком велико, не только амплитуда импульса снижается слишком сильно, но и фронт импульса задерживается. Поэтому значение демпфирующего сопротивления последовательным включением должно быть адекватным, необходимо выбрать безиндукционное сопротивление, место соединения сопротивления должно быть близко к приёмному концу.

2) уменьшение индуктивности проводов. минимизация индуктивности проводов и линий передачи является основным методом, общим принципом которого является:

сводить к минимуму длину выводов

ширина грубой проволоки и печатной медной фольги

уменьшить дальность передачи сигнала

These problems should be paid more attention to when the components with small inductance are used, особенно при передаче очень крутых импульсов на переднем крае

(3) поскольку эквивалентная индуктивность и емкость нагрузочных цепей также влияют на исходную часть цепи, в результате чего формы импульса генерируют волны и звонки, эквивалентные индуктивности и емкости цепи нагрузки должны быть сведены к минимуму. в частности, в тех случаях, когда заземление цепи нагрузки является слишком продолжительным, индуктивность и емкость рассеяния заземления достаточно высоки, и их воздействие нельзя игнорировать.

(4) сигнальные линии в логических цифровых схемах могут увеличить растягивающее сопротивление и нагрузку на зажим переменного тока, как показано на рис. 6. растягивающий резистор может растянуть логический высокий уровень сигнала до 5V. вход в цепь с нагрузкой на конец переменного тока не влияет на драйвер ветви, не увеличивает нагрузку линии сигнала, а также эффективно подавляет явление высокочастотного вызова.

эти звонки связаны не только с условиями цепи, но и с временем нарастания фронта импульса. даже в тех случаях, когда условия цепи одинаковы, пиковые значения значительно увеличиваются, когда передний фронт импульса поднимается очень коротко. как правило, в случае импульсов, длительность подъема фронта которых составляет менее 1, рассматривается возможность возникновения пиков и вызовов. Поэтому при выборе частот импульсных сигналов следует учитывать, что сигналы, которые могут быть выбраны на более низкой частоте, не должны выбираться для высокочастотных сигналов, если они отвечают требованиям системной скорости; если в этом нет необходимости, то нельзя чрезмерно требовать, чтобы передний край импульса был очень крутым. это коренным образом устранило влияние и громкое аудиовизуальное преимущество.

окружность Смита используется в отладке схемы согласования радиочастот

на круговой диаграмме Смита можно найти следующие данные: параметр сопротивления Z, параметр проводимости Y, коэффициент добротности Q, коэффициент отражения, коэффициент стоячей волны, коэффициент шума, коэффициент усиления, коэффициент стабилизации, мощность, эффективность, информация о частоте и другие параметры сопротивления.

не лицо, мы все еще смотрим на карту сопротивлений:

The principle of impedance circle diagram is to use the one-to-one correspondence between input impedance and voltage reflection coefficient to express normalized input impedance in the polar coordinate system of reflection coefficient, его характеристики резюмируются следующим образом:

полное сопротивление первой полусферы является индуктивным, а во второй половине - ёмкостным.

The real axis is pure resistance and the unit circle is pure reactance

правая полуось действительной оси состоит из всех точек пучности напряжения (кроме точек разомкнутой цепи), а левая полуось - из узлов волны напряжения (кроме точек короткого замыкания).

точка согласования (1,0), точка открытия (1,0), точка короткого замыкания (0,0)

две специальные окружности: Z максимум это чисто реактивный круг, and the one tangent to the virtual axis is the matching circle

есть два направления вращения: направление против часовой стрелки относительно нагрузки и направление по часовой стрелке относительно источника

круговая диаграмма проводимости и круговая диаграмма сопротивлений симметричны. одинаковая круговая диаграмма может использоваться как диаграмма сопротивлений или круговая диаграмма проводимости, but it cannot be used as admittance circle graph if it is used as impedance circle graph during each YC operation.

окружность Смита показывает некоторые интересные особенности:

переменные индукторы / конденсаторы соединяются или соединяются друг с другом перед нагрузкой, как показано на четырех диаграммах, расположенных слева от рисунка ниже, в результате чего образуется несколько кривых в правой части окружности Смита.

соответствует окружности сопротивлений Смита и окружности проводимости, их траектория движения является следующей:

окружность сопротивления Смита, the series inductor turns clockwise and the series capacitor turns counterclockwise

при использовании окружности проводимости Смита параллельная индуктивность вращается против часовой стрелки и параллельно емкость вращается по часовой стрелке