PCB Teknik - PCB tasarım değişimleri yüzünden izle genişliğinde değişiklikler

PCB sürücüğünde, sık sık sık bir alandan geçtiğinde, o alandaki sınırlı sürücü alanı yüzünden, daha ince bir çizgi kullanılmalı. Bu bölgeden geçtikten sonra, çizgi orijinal genişliğine döner. İzle genişliğinde değişiklikler impedans değişikliklerine sebep olacak. Bu yüzden sinyali etkileyecek yansıtlar oluşacak. Hangi koşullarda bu etkisi görmezden gelebilir ve hangi koşullarda etkisini düşünmeliyiz?

Bu etkisiyle ilgili üç faktör var: impedans değişimlerinin büyüklüğü, sinyal yükselmesi zamanı ve kısa hatta sinyal gecikmesi.

İlk önce impedans değişikliğinin büyüklüğünü tartışın. Birçok devrelerin tasarımı, yansıtılmış sesin voltaj dönüşünün %5'inden az olmasını gerekiyor (bu sinyal üzerindeki ses bütçesine bağlı). Refleksiyon koefitörlü formüle göre, impedans değişikliğinin yaklaşık oranı: â●³Z/Z1 №137â;¤10%. Bildiğiniz gibi, devre tahtasında tipik impedans indeksi %10, bu da kök sebebi.

Eğer PCB impedance sadece bir kez değişirse, örneğin, çizgi genişliğinin 8 milden 6 mil'e değiştiğinden sonra, genişliğin 6 mil korunacaktır. Ses bütçesine ulaşmak için aniden değişikliklerinde sinyal refleks sesi voltaj dönüşünün %5'inden fazla olmayacak, impedans değişikliği %10'den az olmalı. Bunu bazen yapmak zordur. FR4 tahtasındaki mikrostrip çizgisinin durumu örnek olarak alın, hesaplayalım. Eğer çizgi genişliği 8 mil olursa, çizgi ve referens uçağının arasındaki kalınlığı 4 mil ve karakteristik impedance 46,5 mil oluyor. Çizgi genişliği 6 mil'e değiştikten sonra, karakteristik impedans 54,2 ohm oluyor ve impedans değiştirme oranı %20'e ulaşır. Yükselmiş sinyalin genişliği standartları aşmalı. Sinyal etkisi ile ilgili, sinyal yükselmesi zamanıyla ve sürücü sonundan yansıma noktasına kadar sinyal gecikmesi de bağlı. Ama en azından bu potansiyel bir sorun noktası. Neyse ki, bu sırada imfaz uygulama sonuçlarıyla sorun çözebilir.

PCB impedance iki kere değişirse, örneğin, çizgi genişliği 8 milden 6 mil'e kadar değişirse, 2cm çıkardıktan sonra 8 mil'e dönüşür. Sonra 2 cm uzun ve 6 mil geniş çizginin her iki tarafında yansımalar olacak. impedans daha büyük ve pozitif refleks oluştuğunda, impedans daha küçük ve negatif refleks oluşturur. Eğer iki refleks arasındaki aralık yeterince kısa olursa, iki refleks birbirlerini iptal edebilir, bu yüzden etkileri azaltır. İletim sinyali 1V, 0.2V ilk düzenli refleks içinde yansıtılır, 1.2V ileri gönderilmeye devam ediyor ve -0.2*1.2 = 0.24v ikinci refleks içinde yansıtılır. 6 mil çizginin uzunluğunun çok kısa olduğunu tahmin ediyoruz ve iki yansıma neredeyse aynı zamanda oluyor, toplam yansıtma voltasyonu sadece 0,04V'dir, ki ses bütçesinin ihtiyacının %5'inden az. Bu nedenle, bu yansıtma sinyali etkileyip ne kadar etkileyip, impedans değişimlerinde ve sinyal yükselmesi zamanıyla ilgili zamanla ilişkilendiğini düşünüyor mu? Araştırmalar ve deneyler, impedans değişikliğinin zamanının %20'inden az olduğu sürece, yansıtılmış sinyal sorunlara neden olmayacak. Eğer sinyal yükselmesi zamanı 1 ns ise, impedans değişiminin zamanının geçirmesi 0,2 ns'den az, 1,2 inç ile uyumlu ve yansıtması sorunlara sebep olmayacak. Diğer kelimelerde, bu örnek, 6 mil genişliğinin uzunluğu 3 cmden az olduğu sürece sorun yok.

PCB tasarımı uzunluğu değiştiğinde, gerçek durumlara göre dikkatli analiz etmek gerekir, etkisi yaratacak mı. İmparans değişikliği, sinyal yükselmesi zamanı ve boynunun şeklindeki çizgi genişliğin değişikliğinin ne kadar büyüklüğüne dikkat etmesi gereken üç parametre var. Yukarıdaki yönteme göre yaklaşık tahmin ederek, bazı sınırı uygun olarak bırakın. Mümkün olursa, boynunun uzunluğunu azaltmaya çalış.

Gerçek PCB işlemde parametreler teori kadar tam olarak olamaz diye belirtilmeli. Teorik tasarımımız için doğruluğu sağlayabilir ama kopyalanmaz ya da dogmatik olamaz. Sonuçta bu pratik bir bilim. Tahmin edilen değer gerçek durumlara göre uygun bir şekilde yenilenmeli ve sonra dizayna uygulamalı. Eğer deneyimlenmediğinizi hissediyorsanız, önce konservatör olun ve sonra üretim maliyetine uygun şekilde ayarlayın.