Elektronik tasarım - PCBLayout'de impedance tasarımın önemini tanıyın

İmparans nedir?

Elektrikte, basılı devre kurulundaki akıcının dirençliği sık sık impedance denir. impedance birimi Ohm, genelde Z olarak ifade edilir ve karmaşık bir sayıdır:

Z = R (omega I L - 1 / (C) omega)

Özellikle, impedans iki parçaya bölünebilir, dirençlik (gerçek parçası) ve tepki (hayal kısmı).

Tepki kapasitet tepki ve etkileyici tepki dahil ediyor. Kapacitans tarafından sebep olan şu anki obstruksyon kapasitet reaksiyonu denir ve induktans tarafından sebep olan şu anki obstruksyon induktiv reaksiyonu denir.

İmpadans eşleşmesi için ideal modeli

RF mühendislerinin çoğu impedanslar ile uyuşturucu sorunlarına karşılaştı. Layman'ın şartları üzerinde, impedance eşleşmesi "kaynağın" tarafından "yük" ile etkili sinyal veya enerji transmisini sağlamak için tasarlanmıştır.

ZZ ideal modeli, elbette, kaynak terminal'ın çıkış engellemesini 50 ohm olmasını bekliyor, transmit hatının engellemesi 50 ohm olmasını ve yükleme terminal'ın giriş engellemesi 50 ohm kadar aşağı olmasını bekliyor. Bu Z ideal.

Fakat gerçek durum, kaynaklı impedans 50ohm olmayacak ve yük impedans 50ohm olmayacak. Bu yüzden birkaç impedans eşleşme devreleri gerekiyor.

Eşleştirme devreleri induktans ve kapasitetlerden oluşturulmuş, bu sırada optimal RF performansını sağlamak için kapasitet ve induktans kullanmamız gerekiyor.

Etkinlik eşleştirme yöntemi

İki temel uyuşturma metodları var, birisi impedans gücünü değiştirmek, diğeri iletişim çizgisini ayarlamak.

impedans gücünü değiştirmek, kaynağı ile eşleştirmek ve impedans yüklemek için seri ve paralel bağlantısı ile yüklemek üzere yük impedans değerini ayarlamak.

İmparator çizgisini düzeltmek kaynağı ve yük arasındaki mesafeyi uzatmak, impedans gücünü sıfıra ayarlamak için yeteneklilik ve etkilendirmek.

Bu noktada sinyal yayılmayacak ve enerji yükle sarılabilir.

Yüksek hızlı PCB sürücüsünde, dijital sinyal sürücüsü genellikle 50 ohm olarak tasarlanmış. Genelde koksiyal kabel üssü grubu 50 ohm, frekans grubu 75 ohm ve çarpılmış çift (fark) 85-100 ohm.

impedance eşleştirmesi için örnek: Ringing

Bir keresinde bir projede elektrik sinyalleri ölçürken çalma problemine karşılaştım.

Çünkü herhangi bir transmis çizgisinin önlük dirençliği, önlük induktans ve yol kapasitesi var, uzun bir transmis çizgisini geçtikten sonra standart puls sinyali yükseltmeye ve çalınma fenomene yaklaşır. Bir sürü deneyler, ön dirençliğin ortalama puls amplitosunu azaltabileceğini gösteriyor. Sıkıntı kapasitesi ve lider induktansının varlığı sıcaklık ve yüzüklük sebebi. Aynı puls önünün yükselmesi durumlarına göre, ilk induktans daha yüksek, yükselmesi ve çalma fenomeni daha ciddi olacak.

Eğer impedans değişikliği sinyal iletişimi sırasında hissederse sinyal yansıması oluyor. Bu sinyal sürücüden bir sinyal veya uzaktan bir sinyal olabilir. Refleksyon koefitörlüğünün formülüne göre, sinyal küçük bir impedans hissettiğinde negatif bir refleks oluşacak ve yansıtılmış negatif voltaj sinyali düşürmeye sebep olacak. Sinyal sürücü ve uzak yük arasında birçok kez refleks ediliyor, yüzük sinyali sonucunda. Çoğu çipinin çıkış engellemesi çok düşük ve eğer çıkış engellemesi PCB sürücüsünün karakteristik engellemesinden daha az olursa, sinyal kaynak sonunda bağlantısı sona erdirmek için kesinlikle çarpacak.

Aslında devrelerde, bu metodlar yukarı çıkıp çalmak için kullanılır.

(1) seri istikrarı. Nabzın genişliğini büyük bir direnişle ya da sanatçılık olarak düzgün bir saldırıya bağlayarak, yükseklik ve çalma derecesini azaltmak için yayılma çizgisini kullanarak azaltılabilir. Ancak, gelen direnişinin değeri çok büyük olduğunda, sadece puls amplitüsü fazla azaldığında değil, aynı zamanda puls ön kısmı da gecikti. Bu yüzden serideki korkunç dirençlik değeri uygun olmalı ve induktif olmayan dirençlik seçilmeli ve dirençliğin bağlantı pozisyonu alınan sonuna yakın olmalı.

(2) Yüksek induktansını azaltın. Çizginin ve iletişim çizginin önderliğini azaltmaya çalışın temel metodu, genel prensip:

İlk uzunluğunu kısaymaya çalış.

Kalın kablo genişliği ve basılı bakır yağmuru

Sinyal iletişim mesafesini azaltın

Bu sorunlar küçük induktanslı komponentler kullanıldığında daha fazla dikkat çekilmeli, özellikle çok dikkatli ön tarafındaki puls sinyali yayıldığında

(3) Yükleme devresinin ekvivalent etkisi ve kapasitesi de yollama sonuna da etkileyebilir, bu yüzden puls dalga formu yükselmesi ve çalınması üretir, bu yüzden yük devresinin ekvivalent etkisi ve kapasitesi azaltılması gerekir. Özellikle yük devresinin temel kablosu çok uzun olduğunda, yerleştirme kablosunun induktans ve yoldan kaynaklı kapasitesi önemlidir ve onların etkisi yok edilemez.

(4) Logik dijital devreğindeki sinyal çizgi 6. Şekil'de gösterilmiş gibi çekilmeye ve ac terminal yükünü arttırabilir. Sinyalin lojik yüksek seviyesini 5V'e kadar çekmek için bir çekme dirençli bulunabilir. Ac terminal yükü devresinin erişimi mahkemelerin sürücü yeteneğine etkilemiyor ve sinyal çizgisinin yükünü arttırıyor. Yüksek frekans yüzücü fenomeni etkili olarak bastırılabilir.

Yukarıdaki yüzük sadece devre durumlarına bağlı değil, aynı zamanda puls önündeki yükselme zamanıyla yakın bağlı. Etiket koşulları aynı olsa bile, puls önünün yükselmesi çok kısa olduğunda, yükselmesinin en yüksek yükselmesi çok arttırılacak. Genelde, yüksek ve çalma olasılığı 1'den az kalmış kenarın yüksek zamanıyla puls için düşünüyor. Bu yüzden, puls sinyal frekansiyonu seçirken sistemin hızlı ihtiyaçlarını yerine getirmenin önünde, düşük frekansiyonu seçebilen sinyal yüksek frekansiyon sinyalini seçmemeli olmalı; Eğer gerekmezse, pulunun ön kısmı çok sert olması gerekmez. Bu, basitçe etkileri ve ses görüntülü faydalarını siler.

RF Eşleşen devre arızasızlığı içinde Smith daire diagram ının uygulaması

Aşağıdaki bilgiler Smith daire diagram ında refleks edilebilir: impedance parametri Z, itiraf parametri Y, kalite faktör Q, refleks koefiniyet, durum dalga koefiniyet, sesli koefiniyet, kazanç, stabillik faktörü, güç, etkilik, frekans bilgileri ve diğer dirençlik parametroları.

Yüzü meng değil, hâlâ impedance döngü diagram ına bakıyoruz:

impedans döngü diagram ının prensipi, giriş impedansı ve voltaj refleksiyonu koefitörlüğü arasındaki bir-birine bağlantısını kullanmak, polar koordinat sistemindeki refleksiyonun koefitörlüğünü ifade etmek için normaliz giriş impedansı kullanmak ve özellikleri böyle summarize edilir:

Yukarıdaki yarı döngünün engellemesi induktiv reaksiyondur ve aşağıdaki yarı döngünün kapasitet reaksiyondur.

Gerçek aksi temiz dirençlidir ve birim çemberi temiz tepkidir.

Gerçek aksinin sağ yarısı voltaj dalga karınlığı noktaları (açık devre noktaları hariç) ve sol yarısı voltaj dalga düğümleri (kısa devre noktaları hariç).

Eşleşme noktası (1,0), açık devre noktası („, „) ve kısa devre noktası (0,0)

İki özel döngü: en büyük Z olan, temiz reaksiyon döngüdür, ve sanal aksine bir tangent eşleşen döngüdür.

Dönüştürme iki yöntemi var: yükleme ve dalga kaynağına doğru saat yönünde.

İtiraf dairesi grafiği ve impedans dairesi grafiği birbirinden centrosymmetrik. Aynı daire grafiği impedance daire grafiği veya kabul daire grafiği olarak kullanılabilir ama her YC operasyonu sırasında kullanılırsa kabul daire grafiği olarak kullanılamaz.

Smith'in dairesi ilginç özelliklerini gösteriyor:

A şağıdaki çizimin sol tarafındaki dört dijagramda gösterilen, Smith dairesinin sağ tarafındaki birkaç kurva oluşturuyor.

Smith impedance döngüsüne ve itiraf döngüsüne karşılık veriyor, hareket yolu böyle:

Smith impedance döngüsü ile seri indukatörü saat yönünde dönüyor ve seri kapasitörü saat yönünde dönüyor.

Smith itiraf dairelerini kullandığında, dönüş indukatörü saat yönünde döndürür ve dönüş kapasitesi saat yönünde döndürür.