Технология PCB - Вопрос о характеристическом импедансе технологии PCB в скоростном проектировании

яn high-speed design, этот характеристическое сопротивление of controllable impedance boards and lines is one of этот most impилиtant and common problems. Первое понимание определения линии передачи: линия передачи состоит из двух проводников с определенной длиной, one conductor is used to send signals, and the other is used to receive signals (remember the concept of "loop" instead of "ground"). в многослойной пластине, each line is a component of the transmission line, смежная опорная плоскость может быть использована в качестве второй прямой или контура. The key to a line becoming a "good performance" transmission line is to keep its характеристическое сопротивление сохранять постоянство во всей производственной линии.

ключом к превращению платы в "щит управляемых сопротивлений" является обеспечение соответствия характеристик всех схем установленным значениям, обычно между 25 ом и 70 ом. в многослойных схемных схемах, ключ к хорошей характеристике линии передачи заключается в том, чтобы сохранить ее полное сопротивление в течение всей линии.

But what is the характеристическое сопротивление? самый понятный способ характеристическое сопротивление is to look at what the signal encounters during transmission. при перемещении по линии передачи с одинаковым поперечным сечением, this is similar to the microwave transmission shown in инжирure 1. Предположим, что одновольтное напряжение шаговой волны добавляется к этой линии передачи. например, a 1 volt battery is connected to the front end of the transmission line (it is located between the transmission line and the loop). соединение сразу, the voltage wave signal travels along the line at the speed of light. Распространение информации, its speed is usually about 6 inches/наносекунда. Of course, Этот сигнал фактически является разницей напряжения между линией передачи и кольцом, and it can be measured from any point of the transmission line and the adjacent point of the loop. Fig. 2 is a schematic diagram of the transmission of the voltage signal.

способ Зена "генерировать сигнал" и затем распространять его вдоль линии передачи на скорости 6 дюймов в секунду. имя до 0.01 nanosecond advances 0.06 дюйм. At this time, передаточная линия имеет избыточный положительный заряд, Этот контур имеет слишком много отрицательных зарядов. It is the difference between these two kinds of charges that maintains the 1 volt voltage difference between the two conductors. Эти два проводника образуют конденсатор.

В течение следующих 0,01 НС, чтобы напряжение линии передачи 0,06 дюйма было скорректировано с 0 до 1 вольт, необходимо добавить положительный заряд к линии передачи и добавить отрицательный заряд к линии приема. каждый шаг на 0,06 дюйма должен быть добавлен положительный заряд к линии передачи, в цепи добавлен отрицательный заряд. каждый 0,01 НС, другая часть линии передачи должна быть заряжена, а затем сигнал начинает распространяться по этой части. заряд поступает с передней части линии передачи. при движении вдоль этой линии Он заряжает непрерывную часть передающей линии и таким образом образует разницу напряжения в 1 вольт между линией передачи и кольцом. при каждом шаге вперед на 0,01 НС из батареи накапливается определенный заряд (Q), а постоянный ток (Q) из батареи выводится в пределах постоянного интервала (t). отрицательный ток, входящий в кольцевую цепь, фактически идентичен прямому току, прошедшему через кольцевую цепь, которая как раз находится на передней части сигнальной волны. ток переменного тока образуется через конденсатор, образующийся по верхней и нижней линиям, и заканчивается полным циклом.

The impedance of the line

для батарей, когда сигнал распространяется вдоль линии передачи, непрерывный отрезок линии передачи 0,06 дюйма каждые 0,01 НС заряжается один раз. когда постоянный ток поступает из источника, линия передачи выглядит как импедансное устройство, его импедансное значение постоянно, которое можно назвать линией передачи "сопротивление волны".

Аналогичным образом, когда сигнал распространяется вдоль линии в течение 0,01 НС, какой ток может увеличить напряжение на этом шаге до 1 в? Речь идет о концепции мгновенного сопротивления.

с точки зрения батареи, если сигнал распространяется вдоль линии передачи на стабильной скорости и линия передачи имеет одно и то же поперечное сечение, то каждый шаг в пределах 0,01 НС требует одинакового количества электричества для получения одинакового напряжения сигнала. когда следовать по этой линии, она вырабатывает одно и то же мгновенное сопротивление, которое считается характеристикой линии передачи, известной как характеристическое сопротивление. Если сигнал на каждом шаге процесса передачи имеет такое же полное сопротивление, то линия передачи может считаться контролируемой линией передачи сопротивлений.

временное сопротивление или характеристическое сопротивление очень важны для качества передачи сигнала. в процессе передачи, если сопротивление следующего шага приравнивается к сопротивлению предыдущего шага, работа может быть гладкой, но если сопротивление изменяется, то возникают некоторые проблемы.

для получения оптимального качества сигнала, внутреннее соединение предназначено для поддержания устойчивости сопротивления в процессе передачи сигнала. Во - первых, характеристическое сопротивление линии передачи должно быть стабильным. Поэтому производство управляемых импедансов становится все более важным. Кроме того, для поддержания устойчивости временного сопротивления при передаче сигнала используются и другие методы, такие, как минимальная длина остаточного провода, удаление конца и использование целого провода.

расчет характеристического сопротивления

простой характеристическое сопротивление model: Z=V/I, Z represents the impedance of each step in the signal transmission process, напряжение при входе сигнала в передающую линию, and I represents the current. I = ±Q/±t, Q - представительство, and t represents the time of each step.

электрические (от батареи): Q = CeVE, c Представляет конденсатор, V - напряжение. емкость может быть выведена с помощью скорости v на единицу длины линии передачи по емкости CL и сигналу. длину единицы тяги следует рассматривать как скорость, а затем умножать на количество времени, необходимое для каждого шага, и затем получить формулу: ±C = CL * ev (±) t. в сочетании с вышесказанным Мы можем получить характеристическое сопротивление: Z = V / I = V / (Q / t) = V / (C) = V / (CL: V / (t: u V / t) = 1 / (CL: V)

можно заметить, что характеристическое сопротивление связано с удельной длиной линии передачи и скоростью передачи сигнала. для того чтобы отличать характеристическое сопротивление от фактического сопротивления Z, мы добавим 0 после Z.

Если мощность единицы длины линии передачи и скорость передачи остаются неизменными, то характеристическое сопротивление линии передачи также остается неизменным. такое простое объяснение позволяет увязать здравый смысл емкости с новой теорией характеристического импеданса. Если мощность линии передачи увеличивается на единицу длины, например, толстая линия передачи, то характеристическое сопротивление линии передачи может быть снижено.

мерить характеристическое сопротивление

When the battery is connected to the transmission line (assuming the impedance is 50 ohms at the time), connect the ohmmeter to the 3-foot-long RG58 optical cable. как измерить бесконечное сопротивление на этот раз? The impedance of any transmission line is related to time. если измерять сопротивление волоконно - оптического кабеля в течение более короткого времени, чем время отражения оптического кабеля, you are measuring the "surge" impedance, or характеристическое сопротивление. But if you wait long enough until the energy is reflected back and received, После измерения можно обнаружить изменение импеданса. Generally speaking, после прыжка вверх и вниз значение импеданса достигнет устойчивого предела.

For a 3-foot-long optical cable, измерение импеданса должно быть завершено в течение 3 - х секунд. TDR (Time Domain Reflectometer) can do this, Он может измерить динамическое сопротивление линии передачи. If you measure the impedance of a 3-foot fiber optic cable within 1 second, сигнал будет отражаться в миллионы раз, приводить к различным "волнистым" сопротивлениям.