PCB Haberleri - Neden PCB sürücüsü için 50 ohm impedance seçiyorsun?

Neden birçok mühendisler 50Ohm PCB iletişim hatlarını kullanıyor? Bazen bu PCB düzenlemesi için öntanımlı ayarlar oluyor. Neden 60 Ohm ya da 70 Ohm değil? Çizgi genişliği düzeltiğinde PCB tahtasının impedansını etkileyen üç ana faktör var.

1, PCB tahta aktarma çizgisine yakın en yakın elektromagnetik interferans katının etkisi PCB aktarma çizgisinden en yakın referans uçağına göre mesafe ile proporcional. Uzaktan daha küçük, radyasyon daha küçük.

2, karşılaştırma çizginin kalınlığıyla da önemli değişiklikler değiştirir ve yayılma çizginin kalınlığını yarısıyla azaltmak yayılma çizginin karşılaştırmasını azaltır.Üçüncü, mesafe daha küçük, impedans daha küçük, bu da kapasitet yükünün etkisini azaltmaya yardım eder. Tüm üç faktörler tasarımcıları, referens uçağına yakın iletişim hatlarını tasarlamak için teşvik ediyor. İletişim çizgisinin sıfıra düşmesini engellemesinin en önemli sebebi, çoğu çip, Rambus 27Ω ve Eski Ulusal BTL İlişkisi 17Ω hariç yayınlama çizgileri 50 Ohm'dan az süremez.

50Ω PCB ile bütün impedance kontrolü en iyisi değil. Örneğin, eski NMOS8080 işlemci 100Khz'de çalıştığı zaman elektromagnyetik araştırmaları, karşılaştırma ve kapasitet yükü yok. Aynı zamanda, her zaman 50Ω iletişim satırını kullanmak imkânsız. Bu işlemci ilgilendiğine göre, yüksek impedans sürücü gücünü azaltır, yapabileceğimiz en ince ve en yüksek impedans transmisi hattını kullanmalıyız.

Aynı zamanda mekanik sorunları (işlem sorunları) de düşünmeliyiz. Örneğin, yüksek yoğunlukta çoklu katmanın yüksek-voltaj karışık katmanın uzayında, 70Ω yayılma hatları, şu anda mikro yazdırma teknolojisi altında üretilmek zor. Bu durumda, 50Ω PCB iletişim hatlarını değiştirebilirsiniz. 50Ω yayınlama hatları 70Ω 'den genişliğini devre tahtasını üretilebilecek şekilde kullanabilir.

Peki ya koksiyal kabelin engellemesi? Radyo frekansı dünyasında, düşünülecek sorun, basılı devre tahtasından farklıdır. Şimdiye kadar, radyo frekansları endüstri hala benzer impedanslar ile koksiyal kablolara dikkat veriyor. Uluslararası Elektrotehnik Birliği Yayını 78(1967), 75Ω göre koksiyal impedans standartlarını kabul etmek çok kolay, çünkü birkaç popüler anten yapıları kolayca uygulayabilirsiniz. Ayrıca 50Ω sabit polietilen kablosunun yapısını belirliyor. Bu, dışarıdaki kaldırma katı diametri ve 2.2'nin sabit bir dielektrik sabitini verir. Çünkü 50Ω transmission sırasında deri etkisini azaltır.

Aynı zamanda, fizik teorisinden 50 Ω koksiyal kabel çizginin impedansını kanıtlayabilirsiniz. Kablo deri etkisi kaybı, kabelin özellikleri impedance Z ile bölünen deri etkisi R (birim uzunluğunda) ile eşittir. Kablonun toplam deri dirençliği, dışarıdaki kaldırma katının dirençliği toplamıdır ve iç gönderme hatının dirençliğidir. Yüksek frekanslarda, kaldırma katının seri deri dirençliği d2'nin diametriyle tersiyle proporcional. İçindeki gönderme hatının seri deri dirençliği d1 diametriyle tersiyle proporcional. Toplam seri dirençliği (1/d2+1/d1) ile proporcional. Yukarıdaki faktörleri birleştirmek, karşılaştırma izni ER, korumak katı d2 diametri verilir. Tam değeri, deri etkisinin kaybını aşağıdaki formülle küçültürebilirsiniz.

Her elementer elektromagnetik alanda elektromagnetik dalga okuma kitabında, bu formülü bulabilirsiniz: Z0 d2, d1 ve ER formülü olarak ifade edilir:

Formülü 2'nin formüle 1'ye yerine getirilen formül 3'nin bu şekilde alınabilir.

Durumlu terimi ((â‚ER/60 )(1/d2)) üçüncü formülden ayrı edin ve değişkenin ((1+d2/d1)/ln(d2/d1)) deri kaybının azaltıldığı noktasını belirliyor. Üç formülü dikkatli kontrol edin, minimal kaybın noktası sadece d2/d1 ile bağlı ve ER ve d2 ile ilgisi yok.

L'i bağımsız değişkenin fonksiyonu d2/d1 olarak alırken, çalışabilir bir yapı, en az kayıp noktası d2/d1=53.5911 olduğunu gösterir. Sabit polietilen insulatörünün dielektrik konstantünün %66'nin propagasyon hızına eşit olduğunu tahmin ediyoruz. d2/d1=53.5911. Transfer çizgisinin özellikleri impedance 2. formülde kullanıldığında 51.1Ω olur. Uzun zaman önce radyo mühendislerinin sadece koksiyal çizginin engellemesini daha uygun bir 50Ω tarafına ulaştırmasını sağladı. Bu, 50Ω kullanman gerektiğini anlamına gelmez. Örneğin, eğer 75Ω gönderme çizgisini tasarlarsanız, bu çizginin dışarıdaki korumak katı diametri ve dielektrik konstanti aynısı ve deri kaybı sadece %12 ile artırılır. D2/d1 değerini, optimize edilmiş impedans sonuçlarında, farklı dielektrik konstant materyaller d2/d1 değerini iyileştirebilir.

Yukarıda 50 ohm impedans oluşturulması. IPCB, PCB üreticisi ve PCB üretim teknolojisine de sağlıyor.