Hassas PCB İmalatı, Yüksek Frekanslı PCB, Yüksek Hızlı PCB, Standart PCB, Çok Katmanlı PCB ve PCB Montajı.
PCB Teknik

PCB Teknik - An easy-to-understand explanation of characteristic impedance

PCB Teknik

PCB Teknik - An easy-to-understand explanation of characteristic impedance

An easy-to-understand explanation of characteristic impedance

2021-08-23
View:522
Author:IPCB

Abstract and complex digital high-speed logic principles, and how to transmit square wave signals in the transmission line, and how to ensure its signal integrity (Signal Integrity), reduce its noise (Noise) to reduce the misoperation and other professional expressions, if you can use simple Life examples are used to illustrate, but if you bring in a bunch of mathematical formulas and difficult physical languages instead of moving, the enlightenment and blessings of novices or interveners will be more effective if less effort is needed.


Yine de, birçok üniversiteli profesyonel, hatta Xingtan'da öğretmenleri olan doktorlar ve profesörler, henüz duruma girmediklerini bilmiyorlar ve neden bilmiyorlar. Yoksa eğitimlileri korkutmak için bildiklerini gösterecekler. Bilmiyorlar, yoksa ikisi de aklına sahip. Pazarda birçok kitap ve günlük makalesi var ve çoğu a çıklayamaz. Birkaç örnek var. İnsanların gümüşteki çiçeklere bakmasını sağlıyor. Anlamak tuhaf!


Yazarı son zamanlarda impedans kontrolü hakkında bir briefing bilgi aldı. Bu, profesyonel elektrik testi şirketi Nissho HIOKI tarafından sunulmuş. İnsanların bunu sevdiği bir bakışta anlaşılmaz olduğunu söyleyebilir. Bu, yazarın uzun süredir takip ediyor. Hong Kong İnşaat Şirketi Başkan Yardımcısı Liao Fengying ve orijinal yazarı Hiroshi Yamazaki ve başkanlarının güçlü yardımıyla orijinal "Wen Kong İnşaat Şirketi" şirketinin onayıyla çok mutluyum. Toshihiko Kanai'ye ve diğerlerine bu makaleyi tamamlayabileceğiniz için teşekkürler. Ve öğrencilerin okuyucularına fayda vermek için bütün yaşlı ve gelişmiş öğrencilere benzer bilgi vermek için hoş geldiniz. Siz industride çok iyi olacaksınız.


1. Sinyal transmisini çiçeklere su vermek için çamur olarak tedavi edin.


1.1 Dijital sistemin çoklu katı tahtasında, kare dalga sinyali yayıldığında, çiçeklere su göndermek için bir çamur olarak hayal edilebilir. Bir sonu su sütununu ateş etmek için el tutuklamasına basılıyor. Diğer sonu sütunla bağlanıyor. Yakalama tüpü tarafından yapılan basınç doğru olduğunda ve suyun sütunun menzili hedef alanına doğru yayıldığında, verilen ve alınan hem mutlu olacak ve görev başarıyla tamamlanacak. Çok iyi bir başarı değil mi?


1.2 However, once the water injection process is too far, it will not only vacate the target and waste water resources, but may even have nowhere to vent due to the strong water pressure, so that it may rebound from the source and cause the hose to break free from the faucet! Sadece görev başarısız değildi, ayrıca büyük bir frustrasyondu. Çok pahalı ve gül kıvrıs ı dolu!


1.3 On the contrary, when the grip is not squeezed enough to make the range too close, the desired result will still not be obtained. Çok fazla istediğin şey değil. Sadece doğru olduğunda herkes mutlu olabilir.


1.4 Yukarıdaki basit hayat detayları, kare dalgalarının (kare dalgalarının) sinyallerinin (Sinyal) çoklu katı tahta aktarma hatlarının (Transmission Line, sinyal çizgiler, dielektrik katları ve yerel katlardan oluşturduğunu göstermek için kullanılabilir). Hızlı teslim. Bu sırada, gönderme hattı (genellikle Coaxial Cable, Microstrip Line veya Strip Line, etc.) olarak tanınabilir ve tutuklu tüpü tarafından uygulanan basınç tahtada "alınan sonu" gibi. (Receiver) Gnd'e paralel bağlanmış direkçi genel (bu be ş terminal teknolojisinden biridir, lütfen alınan sonu komponentlerin iç ihtiyaçlarına uyum sağlamak için TPCA Yardımcısının 13. meselesinde TPCA Yardımcısı'nın geliştirmesi üzere) yazısına bakın.


2. Terminal kontrol teknolojisi gönderme hattı (Sonlandırma)


2.1 Yukarıdan görülebilir ki "sinyal" yayınlama çizgisinde seyahat edip sonun noktasına ulaştığında (CPU veya Meomery ve farklı boyutlarda diğer IC'lerde çalışmak istediğinde), sinyal çizgisinin "karakteristik impedance" olması gerekiyor. Terminal element in in iç elektronik impedansı ile eşleşmelidir, böylece görev boş olmayacak. Terminolojikte doğru talimatları gerçekleştirmek, gürültü müdahalesini azaltmak ve yanlış eylemlerden kaçırmak anlamına gelir. "Birbirlerine eşleşmediklerinde, küçük bir enerji dönüşü "yayılma sonuna doğru olacak", yansıtma gürültüsünün sorununa sebep olacak.


2.2 When the characteristic impedance (Z0) of the transmission line itself is set as 28 ohm by the designer, the grounding resistor (Zt) of the terminal control must also be 28 ohm, so as to assist the transmission line to maintain Z0 and stabilize the whole Design value of 28 ohm. Sadece Z0=Zt'in bu uyuşturucu durumu içinde sinyal transmisi en etkili olacak ve "sinyal integritesi" (sinyal integritesi, sinyal kalitesi için özel bir terim) de en iyisidir.


3. Karakteristik etkisi (Karakteristik etkisi)


3.1 Bir sinyal kare dalgası yüksek seviye pozitif basınç sinyaliyle ilerleyince, transmis çizgisinin sinyal çizgisinde en yakın bir referans katı (yeryüzü katı gibi) teoretik olarak gerekli. Elektrik alanından indurilen negatif basınç sinyali önlere (pozitif basınç sinyalinin dönüş yoluna eşittir), böylece genel dönüş sistemi tamamlanabilir. Eğer "sinyal" ileri giderse ve kısa bir süre uçuş zamanını dondurursa, sinyal çizgisinin, dielektrik katmanın ve referans katmanın birlikte tecrübeleceğini hayal edebilirsiniz. Bu "Karakteristik impedans" denilir.


Bu yüzden "karakteristik impedance" sinyal çizginin genişliği (w), çizginin kalınlığı (t), dielektrik kalınlığı (h) ve dielektrik konstantiyle bağlı olmalı. Mikrostrip çizgisinde, yayılma çizgilerinden birinin, aşağıdaki diagram ve hesaplama formülü vardır: [Yazarla not] Dk (Diyelektrik Konstant) 'in doğru çeviri dielektrik constant olmalı. Orijinal metinde... r aslında "relatif kapasitesi", "Relative Permitivity" doğru demeli. Sonuncusu paralel metal tabak kapasitelerinin durumundan bir şeye bakmak. Because it is closer to the facts, many important specifications (such as IPC-6012, IPC-4101, IPC-2141 and IEC-326) have been renamed... r in recent years. Ve orijinal resimdeki E yanlış, Yunan mektubu olmalı.


3.2 Zavallı impedans eşleşmesinin sonuçları


Yüksek frekans sinyallerinin orijinal terimi "karakteristik impedance" (Z0) çok uzun olduğundan beri genellikle "impedance" denir. Okuyucular dikkatli olmalı, bu, düşük frekans AC (60Hz) kablo (yayım hatı değil) görünen impedans değeri (Z) ile aynı değil. Dijital sistemlerde, tüm transmis satırının Z0'nun doğru yönetilmesi ve eğer belli bir menzil içinde kontrol edilirse (±10% ya da ±5%), bu yüksek kaliteli transmis satırı sesi azaltır ve yanlış işlemden kaçırır. However, when any one of the four variables (w, t, h, r) of Z0 in the above microstrip line is abnormal, such as a gap in the signal line in the figure, the original Z0 will rise suddenly (see the above formula The fact that Z0 is inversely proportional to W), and cannot continue to maintain the due stability and uniformity (Continuous), the energy of the signal will inevitably advance partly, while part of the rebound reflection is missing. Bu şekilde ses ve kötülük kaçınılmaz. Aşağıdaki fotoğraftaki çöplük, Yamazaki'nin oğlu tarafından birdenbire basıldı. Bu da, yukarıdaki belirtilen zayıf özellikler impedance eşleşmesinin problemini gösteriyor.

ATLLanguage

3.3 Zavallı impedans eşleşmesi gürültüsü


Yukarıdaki belirtilen sinyal enerjisinin bazılarını yeniden yükseltmesi, yüksek seviyede aşağı seviyede aşağı vurulması ve ikisinin sonraki yüzüklemesi için orijinal güzel kaliteli kare dalga sinyalinin hemen değiştirilmesini sağlayacak. Böyle yüksek frekans sesi ciddi olduğunda kötü fonksiyonlar olabilir ve puls hızlığını daha hızlı, daha gürültü ve hataları yapmak daha kolay.


4. Özellik impedance testi


4.1 Measurement with TDR


Yukarıdan görülebilir ki, tüm gönderme hattındaki özelliklerin imfaz değeri sadece eşitliğini korumak zorunda değil, tasarımcı tarafından gereken tolerans menzilinde de değerini düşürmelidir. General measurement method is to use Time Domain Reflectometry (TDR). Bu TDR bir adım dalgası (StepPulse veya Step Wave) oluşturur ve olay dalgası (Olay Dalgası) olmak için teste edilen transmis çizgisine gönderir. Bu yüzden sinyal çizginin genişliği değiştiğinde, Z0 ohm değerinin yukarı ve aşağısı da ekranda görünür.


4.2 The low frequency does not need to measure Z0, the high speed will use TDR


Sinyal kare dalgasının dalga uzunluğu (lambda) tahta devresinin uzunluğundan fazla geçtiğinde, yansıtma ve impedans kontrolü gibi yüksek hızlı bölgelerde sorunları düşünmeye gerek yok. For example, the CPU that was not fast in the early 1989 had a clock rate of only 10MHz, and of course there would be no complicated problems in signal transmission. Ancak, şu anki Pentium 4'in iç frekansı. 1,7GHz kadar yüksek. Doğal olarak sorunlara sebep olacak. Geçmişte büyük farklığa karşılaştığında, gökyüzünden başka bir şey değil! Dalga formülünden, yukarıdaki 10MHz kare dalgasının dalgasının uzunluğunu görebiliriz:


Ama DRAM çipsinin saat hızı 800MHz'e yükseldiğinde, kare dalgasının dalgası da 37,5 cm'e kısayılacak. P-4 CPU'nun hızı 1.7GHz kadar yüksektir ve dalga uzunluğu 17.6cm'e kadar kısa, bu yüzden PCB anne tahtası İkinin arasında yayılan dış frekans da 400MHz ve 75cm dalga uzunluğuna hızlandırılacak. Bu paketli substratların uzunluğu ve hatta anne gemisindeki çizgi uzunluğu sinyal dalga uzunluğuna ulaştığını görebiliyor. Elbette, yayılma hattı etkisi dikkatli olmalı ve TDR ölçüsü de kullanılmalı.


4.3 TDR uzun bir tarih var.


Geçim satırının karakteristik impedance (Z0) değerini ölçülemek için zaman alanı reflektometrini kullanmak yeni bir şey değil. In the early years, it was used to monitor the safety of submarine cables, and always pay attention to whether there is a "disconnection" problem in transmission quality. Şimdi hızlı bilgisayar ve yüksek frekans iletişimi alanında yavaşça kullanılır.


4.4 CPU taşıyıcı tahtasının TDR testi


Etkin komponentlerin paketleme teknolojisi son yıllarda sürekli yenilenmiş ve hızlandırıldı. 1970'lerde C-DIP ve P-DIP çift satırlı soket çözümü (PTH) neredeyse ortadan kayboldu. 1980'lerde, metal üçlüğünün QFP (dört taraftan uzaklaştırıcı ayak) ya da PLCC (dört taraftan uzaklaştırıcı ayak), HDI tahtasından ya da elle tutulmuş modellerden yavaşça azaldı. Instead, it is the BGA or CSP, or the LGA with no legs, which is the bottom surface of the organic sheet (Area Array). Çip (Chip) ile taşıyıcıya (Substract) bağlantısı bile kablo bağlantısından kısa ve daha doğrudan "flip chip" (FC) teknolojisine gelişti. Elektronik endüstri'nin yükünün hızı neredeyse hızlı değişti!


Hioki, Haziran 2001'de JPCA'da "1109 Selam Tester" başlattı. 1.7GHz yüksek hızlı transmis FC/PGA gemisinin Z0'ünü doğrudan ölçülemek için uçan sondu artık hızlı hareket için kullanılmaz. SMA probe type TDR manual touch test (Press-type) is also abandoned. Bunun yerine, sabit yüksek frekans kısa uzakta kablo sabit yüksek frekans stilleri ile tam olarak pozisyon için kullanılır ve yüksek precizit otomatik testi otomatik uzakta değiştirme ve bağlantı çizgisinin ölçülmesi gereken noktada yapılır.


CCD kamera lenslerinin izleme platformu ve Z yönündeki düşük noktasını kontrol eden laser yüksek sensörü, bu ikinci kesin pozisyon ve nokta bulması ile birlikte dönüştürülebilir temas stillerinin işbirliğiyle birlikte tekrarlamadan kaçırabilir. Tradicionali kablolar, bağlantılar, değişiklikler ve benzer kullanma sorunları TDR ölçülerinin hatasını büyük olarak azaltır. Bu, paket taşıyan gemisinde Z0'nun "1109HiTESTER" ölçüsünü diğer metodlardan daha doğru yaptı.


Aslında sonda kombinasyonu dört yönlü sonda takımını kullanır (her yönde 1 Sinyal ve 2 Gnd vardır). CCD aynı zamanda gözlemler ve ölçümler izlerken, veriler elbette daha doğru olacak. Ve sıcaklık değişikliklerinden sebep olan herhangi bir hata standart değeri keramik kart tahtasının otomatik düzeltmesi altında da küçük olabilir.


4. 5 Doğru ve temiz


Bu yeni başlattığı 1109 sadece en yüksek nokta yüksek fiyatlı CSP, BGA, FC ve diğer yüksek fiyatlı CSP, BGA, FC etc. üzerinde Z0 ölçümü gerçekleştirebilir. Teste edilecek büyüklüğü 10 mm*10mm kadar küçük olabilir, büyük 500mm*600mm kadar, ve drastik değişiklikler yapabilir. In the future, the industry may also require measurement of Z0 for actual signal lines other than Coupon. Bu zor TDR teknolojisi şimdi gelişmeye başladı.