Новости PCB - Отражение, вызванное изменением ширины следа PCB

При проводке PCB часто бывает так, что, когда трасса проходит через определенную область, необходимо использовать более тонкие линии из - за ограниченного пространства для проводки в этой области. Пройдя через эту область, линия вернется к своей первоначальной ширине. Изменение ширины линии следа может привести к изменению сопротивления и, следовательно, к отражению, которое влияет на сигнал. При каких обстоятельствах это воздействие можно игнорировать и при каких условиях его следует учитывать?

С этим эффектом связаны три фактора: амплитуда изменения сопротивления, время подъема сигнала и задержка сигнала на узкой линии.

Сначала рассмотрим масштаб изменения сопротивления. Согласно формуле коэффициента отражения, многие схемы спроектированы таким образом, чтобы отражательный шум был меньше 5% от колебания напряжения (что связано с бюджетом шума на сигнале):

Приближаемая скорость изменения сопротивления может быть рассчитана как: Z / Z1 10%. Как вы знаете, типичный индекс сопротивления на платах составляет + / - 10%, что является основной причиной.

Если изменение сопротивления происходит только один раз, например, после того, как ширина сети меняется с 8 до 6, ширина 6 - метрового уха сохраняется. Для выполнения требований бюджета шума, согласно которым шум отражения сигнала при мутации не превышает 5% от колебаний напряжения, изменение сопротивления должно быть менее 10%. Иногда это трудно сделать. Возьмем, к примеру, микрополосную линию на пластине FR4, давайте рассчитаем. Если ширина линии составляет 8 м, то толщина между линией и опорной плоскостью составляет 4 м, а характеристическое сопротивление - 46,5 ом. После изменения ширины линии до 6 миль характеристическое сопротивление становится 54,2 Ом, а скорость изменения сопротивления достигает 20%. Масштаб отраженного сигнала должен превышать норму. Что касается воздействия на сигнал, то оно также связано со временем подъема сигнала и задержкой сигнала от приводного конца до точки отражения. Но это, по крайней мере, потенциальная проблема. К счастью, эта проблема может быть решена путем прекращения соответствия сопротивления.

Если сопротивление изменяется дважды, например, после того, как ширина сети меняется с 8 миль до 6 миль, после удаления 2 см она возвращается на 8 миль. Затем отражается на обоих концах линии длиной 2 см и шириной 6 миль. Как только сопротивление увеличивается и происходит положительное отражение, сопротивление уменьшается и происходит отрицательное отражение. Если интервал между двумя отражениями достаточно короткий, два отражения могут нейтрализовать друг друга, тем самым уменьшая воздействие. Предположим, что передаваемый сигнал составляет 1 В, 0,2 В отражается в первом регулярном отражении, 1,2 В продолжает двигаться вперед, а 0,2 * 1.2 = 0,24 В отражается обратно во втором отражении. Если предположить, что длина 6 - мильной линии чрезвычайно коротка и два отражения происходят почти одновременно, то полное отраженное напряжение составляет всего 0,04 В, что составляет менее 5% от бюджетных требований к шуму. Таким образом, влияет ли это отражение на сигнал и степень воздействия связана с временной задержкой и временем подъема сигнала при изменении сопротивления. Исследования и эксперименты показывают, что отраженные сигналы не создают проблем, пока временная задержка изменения сопротивления составляет менее 20% от времени подъема сигнала. Если время подъема сигнала составляет 1ns, временная задержка на изменении сопротивления составляет менее 0,2ns, что соответствует 1,2 дюйма, и отражение не вызывает проблем. Другими словами, для этого примера нет проблем, если длина линии следа шириной 6 м меньше 3 см.

Когда ширина маршрута PCB изменяется, тщательно анализируйте, будет ли это иметь последствия в соответствии с реальной ситуацией. Есть три параметра, на которые нужно обратить внимание: насколько велико изменение сопротивления, сколько времени сигнала поднимается и как долго изменяется ширина линии в части шеи. Согласно приблизительной оценке, основанной на вышеупомянутом методе, следует надлежащим образом оставить определенный остаток. По возможности максимально сократить длину шеи.

Следует отметить, что в реальной обработке PCB параметры не могут быть такими точными, как теоретически. Теория может служить руководством для нашего дизайна, но не может быть скопирована или догматизирована. В конце концов, это практическая наука. Оценка должна быть соответствующим образом скорректирована с учетом фактических обстоятельств и затем применена к конструкции. Если вы чувствуете, что у вас нет опыта, сначала будьте консервативны, а затем внесите соответствующие коррективы в соответствии с себестоимостью производства.

Это описание отражения, вызванного изменением ширины следа PCB. Компания Ipcb также предоставляет технологии производства PCB производителям PCB.