PCB Teknik - PCB devre board, 50 ohm

PCB devre board, 50 ohm

PCB devre tablosu çizimlerini tasarladığında, birçok mühendisler bu soru PCB impedance'e yeni olan insanlar için olacak. Neden devre tahtasında ortak tek sonlu bir sürücük 40 ohms veya 60 ohms yerine 50 ohm kontrol ediliyor ? Bu çok basit bir soru, cevap vermek kolay değil. Bu makale yazmadan önce, devre kurulun impedansı hakkında çok bilgi bulduk.

Neden cevap vermek zor? Sinyal bütünlük problemi kendisi ticaret konusunda bir soruydur. Bu yüzden industrideki en ünlü cümle: "Bu bağlı..." Bu standart cevabı olmayan bir soruydur. Bugün bu sorunun tüm cevabını basit bir şekilde toplayacağım. Bu da bir tanıtım. Umarım daha fazla insan kendi bakışlarından daha önemli faktörleri toplayabilir.

1.50 ohm'in belli bir tarih kaynağı var. Bu standart kablolardan başlamalı. Hepimiz biliyoruz ki modern elektronik teknolojinin büyük bir parçası askerden gelir ve yavaşça askeri sivil kullanımına dönüştürüler. Mikro dalga uygulamasının başlangıç sahnesinde, Dünya Savaşı sırasında, impedance seçimi kullanma ihtiyaçlarına tamamen bağlıydı. Teknolojinin gelişmesi ile, ekonomi ve rahatsızlık arasında bir denge sallamak için impedance standartları verilmesi gerekiyor. Birleşik Devletler'de en sık kullanılan kanal mevcut kalp ve su borusu tarafından bağlanıyor. 51,5 ohm çok yaygın, ama kullanılan adapter/dönüştürücü 50 ohm ile 51,5 ohm; kullanılan adapter/dönüştürücü ortak ordu ve denizci için çözülmüş. Bu sorunlar için JAN adında bir organizasyon kuruldu. Sonra DESC'den oluştu. Özellikle MIL tarafından geliştirildi. Tüm düşüncelerden sonra 50 ohm sonunda seçildi, özel kanallar üretildi ve çeşitli kable dönüştürüldü. standart. Bu sırada Avrupa standarti 60 ohm. Yakından sonra, Hewlett-Packard gibi endüstri etkileyen şirketlerin etkisi altında Avrupalılar da değiştirmeye zorlandılar, bu yüzden 50 ohm sonunda endüstri içinde standart oldu. Kongre oldu ve PCB'nin farklı kablelere bağlı olduğu sonuçta, impedance eşleşmesi için 50 ohm impedance standartlarına uymak için gerekli.

İkincisi, devre tahtası üretiminin gerçekleştirmesinin perspektivinden 50 ohm fark etmek için daha uygun. Önceki impedans hesaplaması formülünden, çok düşük bir PCB devre tahtası impedansı çok geniş bir çizgi genişliğini ve ince bir dielektrik (veya daha büyük bir dielektrik constant) gerektiğini görülebilir. Bu, bugün yüksek yoğunluk tahtası için uzay yönünde yerine getirmek daha zor. Çok yüksek impedans. Ayrıca daha ince çizgi genişliği ve daha kalın bir dielektrik (ya da küçük bir dielektrik constant) gerekiyor. Bu, EMI ve karşılaştırma baskısına sebep olmayan. Aynı zamanda, çoklu katlı tahtalar için işlemenin güveniliği ve kütle üretimin perspektivinden relativ fakir olacak. Genelde kullanılan materyallerin çevresindeki sıradan çizgi genişliği ve dielektrik kalıntısı (4 mil-6 mil) 50 ohm çevresinde genelde kullanılan materyaller tasarım gerekçelerine uyuyor (impedance hesaplaması için aşağıdaki şekilde gösterilen şekilde) ve işlemek kolay ve yavaşça öntanımlı seçenek olması şaşırtmıyor.

PCB devre board impedance hesaplaması

Üçüncüs ü, temel fizike göre kaybın perspektivünden 50 ohm impedans deri etkisinin kaybının en küçük olduğunu kanıtlayabilir. Genelde kabelin deri etkisi kaybı L (decibellerde) tüm deri etkisi R (birim uzunluğu) ile bölünen özellikler impedance Z0 tarafından proporcional. Toplam deri etkisi dirençliği R, korumalı katmanın ve orta yöneticinin sayısıdır. Kalkan katının deri etkisi dirençliği yüksek frekanslarda d2 diametriyle tersiyle proporcional. Koksiyal kabelin iç yöneticisinin deri etkisi dirençliği yüksek frekanslarda d1 diametriyle tersiyle proporcional. Toplam seri dirençliği R, bu yüzden (1/d2+1/d1) ile proporcional. Bu faktörleri birleştirmek, d2 ve izolasyon materyalinin uyumlu dielektrik konstant Er'i birleştirmek, bu formül deri etkisinin kaybını azaltmak için kullanılabilir.

devre masası hesaplama formülü

Sıfır terimi (/60)*(1/d2) formülden ayır ve etkili terimi ((1+d2/d1)/ln(d2/d1)) en az noktayı belirlemek için kullanılır. 3 formülünün en az noktasına dikkatli bakın sadece d2/d1 tarafından kontrol edilen ve Er ve sabit değeri d2 ile ilgisi yok. Parametre olarak d2/d1'i alın ve L için bir grafik çiz. d2/d1=3.5911 olduğunda minimal değer alındı. Solit polietilen'in dielektrik konstantünün 2,25 ve d2/d1=3,5911 olduğunu tahmin ediyorsunuz, özellik impedans 51,1 ohm. Uzun zaman önce, radyo mühendisleri, uygun olarak bu değeri koksiyal kablelerin optimal değeri olarak 50 ohm kadar yaklaştırdı. Bu 50 km yaklaşık L en küçük olduğunu kanıtlar.

Sonunda, elektrik performansının görünüşünden 50 ohm avantajı da bütün düşüncelerden sonra bir kompromis. PCB izlerinin performansından düşük impedance daha iyi. Verilen çizgi genişliği olan bir yayım çizgi için, uçaktan daha yakın mesafe ise, uygun EMI'nin azaltılması, karışık konuşması da azaltılması, ve kapasitel yüklere uygun olması kolay değil. Etkiler. Ancak, tüm yolun perspektivinden, en kritik faktörlerin birini düşünmeli, yani, çipinin sürücü yeteneği. İlk günlerde, çoğu çip, PCB devre tahtasının impedansı ile yayınlama çizgisini 50 km az kullanamadı ve daha yüksek impedans ile yayınlama çizgisini fark etti. Bu uygunsuz, yani 50 ohm impedans bir kompromis olarak kullanılır.

Toplamak için: 50 ohm, endüstri öntanımlı değeri olarak içerisindeki avantajları vardır, ve bunun da bütün düşüncelerden sonra kompromis bir çözüm, fakat bu 50 ohm kullanılması gerektiğini anlamına gelmez. Çoğu durumda, eşleşmeye bağlı. 75 ohm gibi arayüzler hala uzak iletişim için standart. Bazı kablolar ve antenler 75 ohm kullanır. Bu sırada, eşleşen PCB çizgi impedance gerekiyor. Ayrıca, bir kaç özel çip var ki, miktardaki s ürücü yeteneğini daha iyileştirerek EMI ve karşılaştırma konuşmalarını daha iyileştirerek, yayınlama çizgisinin engellemesini azaltır. Örneğin, çoğu Intel çipleri 37 ohms, 42 ohms veya daha aşağıda impedance kontrolü gerekiyor. Burada tekrar etmeyeceğim.