Технология PCB - однополюсная PCB панель по умолчанию для управления 50 ом

Многие, кто новичок в импедансе, будут иметь этот вопрос. Почему обычные однократные следы на плат PCB контролируются 50 ом вместо 40 ом или 60 ом по умолчанию? Это, казалось бы, простой вопрос, на который нелегко ответить. Перед написанием этой статьи мы также изучили много информации, наиболее известной из которых является Говард джонсон, доктор философии ответ на этот вопрос, почему на него трудно ответить? Проблема целостности сигнала сама по себе является вопросом компромиссов, поэтому самое известное предложение в отрасли: "это зависит..." Это проблема, на которую нет стандартного ответа. Сегодня г-н экспресвей кратко резюмирует этот вопрос, объединив различные ответы, и вот также введение. Я надеюсь, что больше людей смогут обобщить более важные факторы со своей точки зрения. PCB boards 

Во-первых, 50 ом имеют определенное историческое происхождение, которое должно начинаться со стандартных кабелей. Все мы знаем, что значительная часть современной электронной технологии производится военными средствами и постепенно переходит от военного использования к гражданскому. В первые дни микроволнового применения, во время второй мировой войны, выбор импеданса полностью зависел от потребностей в использовании. С развитием технологии необходимо установить стандарты сопротивления, с тем чтобы обеспечить баланс между экономией и удобством. В соединенных штатах наиболее часто используемые трубопроводы соединены существующими стержнями и водопроводами. 51,5 ом очень часто, но адаптеры/преобразователи, которые видны и используются от 50 ом до 51,5 ом; Это решение для совместной армии и флота. Для решения этих проблем была создана организация под названием JAN, позже DESC, которая была специально разработана MIL. После всестороннего рассмотрения 50 ом были окончательно отобраны, а специальные трубопроводы были изготовлены и преобразованы в различные кабели. - в норме. В то время европейский стандарт составлял 60 ом. Вскоре после этого, под влиянием компаний, которые доминируют в отрасли, как Hewlett-Packard, европейцы также были вынуждены измениться, так что 50 ом в конечном итоге стал стандартом в отрасли. Он стал конвентом, и PCB, подключенный к различным кабелям, в конечном итоге должен соответствовать стандарту 50 ом импеданса для обеспечения соответствия импедансу.

Во-вторых, с точки зрения достижимого производства печатной платы, 50 ом более удобно достичь. Из приведенной выше формулы расчета сопротивления видно, что слишком низкое сопротивление требует более широкой ширины линии и тонкой среды (или большей диэлектрической константы), которую труднее выдерживать в пространстве для нынешних щитов высокой плотности; Слишком высокое сопротивление требует более высокой тонкой ширины линии и более толстый диэлектрик (или меньшая диэлектрическая постоянная) не способствует подавлению EMI и crosstalk. В то же время надежность переработки многослойных плит и с точки зрения массового производства будет относительно низкой; И обычная ширина линии 50 ом и диэлектрическая толщина (4~6mil) в среде широко используемых материалов отвечают требованиям дизайна (расчет сопротивления на рисунке ниже), и это легко обрабатывать, и не удивительно, что это медленно становится выбором по умолчанию.

В - третьих, с точки зрения потерь, фундаментальная физика может доказать, что 50 - ометровое сопротивление имеет наименьшие потери в результате воздействия на кожу (ответ доктора Говарда Джонсона). Как правило, потери L (в децибелах) в результате воздействия на кожу кабеля пропорциональны резистору R (удельная длина), деленному на характеристическое сопротивление Z0. Общее поверхностное сопротивление R представляет собой сумму сопротивлений экрана и промежуточного проводника. Сопротивление кожного эффекта экрана обратно пропорционально его диаметру d2 при высоких частотах. Сопротивление поверхностного эффекта внутреннего проводника коаксиального кабеля обратно пропорционально его диаметру d1 при высоких частотах. Таким образом, общее последовательное сопротивление R пропорционально (1 / d2 + 1 / d1). В сочетании с этими факторами, придавая изоляционному материалу D2 и соответствующую диэлектрическую константу ER, можно использовать следующую формулу для минимизации потери эффекта скинхедования.

В любой основной книге по электромагнитным полям и микроволнам вы можете найти, что Z0 является функцией d2, d1, и Er.

Замените формулу 2 формулой 1, умножьте числитель и знаменатель на d2 одновременно и получите

Отделить постоянный срок (/60)*(1/d2) от формулы 3 и действующий срок ((1+d2/d1)/ln(d2/d1) для определения минимальной точки. Внимательно посмотрите на минимальную точку формулы 3, контролируемую только d2/d1, и не имеет ничего общего с Er и фиксированным значением d2. Возьмем d2/d1 в качестве параметра и нарисуем график для L. когда d2/d1= 3,5911, получается минимальное значение. Если предположить, что диэлектрическая константа твердого полиэтилена составляет 2,25, а d2/d1= 3,5911, то характерное сопротивление составляет 51,1 ом. Давным-давно радиоинженеры для удобства приблизили это значение к 50 ом в качестве оптимального значения для коаксиальных кабелей. Это доказывает, что около 50 ом, L является наименьшим.

Наконец, с точки зрения электрических характеристик преимущество 50 ом также является компромиссом после всестороннего рассмотрения. Чисто по производительности следов ПХД, низкий импедант лучше. Для линии передачи с заданной шириной линии, чем ближе расстояние от плоскости, соответствующий EMI будет уменьшен, поперечный стебель также будет уменьшен, и это не легко быть подвержены емкостным нагрузкам. Влияние на людей. Но с точки зрения полного пути, наиболее важный фактор должен быть рассмотрен, то есть способность привода чипа. В первые дни большинство чипов не могли управлять линиями электропередач с импедансом менее 50 ом, а линии электропередач с более высоким импедансом были неудобны для реализации. 50 ом импеданса используется в.

Подводя итог: 50 ом как стандартное значение индустрии ПХД имеет свои преимущества, и это также компромиссное решение после всестороннего рассмотрения, но это не означает, что 50 ом должны быть использованы. Во многих случаях это зависит от соответствия с ним. Например, 75 ом по-прежнему являются стандартом для дистанционной связи. В некоторых кабелях и антеннах используется 75 ом. В это время требуется соответствующее сопротивление линии PCB. Кроме того, есть некоторые специальные чипы, которые снижают сопротивление линии передачи, улучшая способность чипа управлять, чтобы лучше подавлять EMI и crosstalk. Например, большинство чипов Intel требуют импеданса управления 37 ом, 42 ом или даже ниже. Я не буду повторять их здесь. PCB boards