PCB Teknik - Tek sonu PCB tahtası kontrol etmek için 50 ohm öntanımlı.

Bir sürü insan bu soruyu engelleyecek. Neden PCB tahtalarında ortak tek sonlu izler 40 ohm veya 60 ohm yerine 50 ohm tarafından kontrol ediliyor? Bu çok basit bir soru, cevap vermek kolay değil. Bu makale yazmadan önce, aynı zamanda çok bilgi bulduk. En iyi bilinen kişi Howard Johnson, bu soruyla ilgili PhD'nin cevabı.

Neden cevap vermek zor? Sinyal bütünlük problemi kendisi ticaret konusunda bir soruydur, yani endüstri'deki en ünlü cümle: "Bu bağlı..." Bu standart cevabı olmayan bir soruydur. Bugün, Bay Expressway bu soruyu, farklı cevapları birleştirerek kısa sürede toplayacak ve burada da bir tanışma. Umarım daha fazla insan kendi bakışlarından daha önemli faktörleri toplayabilir.

Öncelikle, 50 ohms'in bazı tarihi kaynağı var. Bu standart kablolardan başlamak zorunda. Hepimiz biliyoruz ki modern elektronik teknolojinin büyük bir parçası askerden alındı ve askeri kullanımından sivil kullanımına yavaşça dönüştü. İkinci Dünya Savaşı sırasında mikro dalga uygulamasının ilk günlerinde, 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 kanallar mevcut iplerle bağlantılır. 51,5 ohms çok yaygın, fakat görünen ve kullanılan adapter/dönüştürücüler 50 ohm ile 51,5 ohm; ve Bu ortak ordu ve denizci için bir çözüm. 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. Yakında, Hewlett-Packard gibi endüstri etkileyen şirketlerin etkisi altında Avrupalılar da değiştirmeye zorlanmış, bu yüzden 50 ohm sonunda endüstri için standart oldu.

Kongre oldu ve PCB'nin farklı kablelere bağlı olduğu sonuçta, impedance eşleşmesi için 50 ohm impedance standartlarına uymak için gerekli.

İkinci olarak, ulaşılabilir PCB devre tahtası üretiminin perspektivinden, ulaşılmak için 50 ohm daha uygun. Önceki impedans hesaplaması formülünden, çok düşük impedans genişliği ve ince bir ortam (ya da daha büyük bir dielektrik konstantı) gerektiğini görülebilir. Bu, bugünkü yüksek yoğunlukta tahtalar için uzayda buluşmak daha zor. Çok yüksek impedans, daha yüksek Siyah çizgi genişliği ve daha kalın dielektrik (ya da küçük dielektrik konstantleri) EMI ve karşılaştırma baskısına sebep olmaz. Aynı zamanda, çoklu katlı tahtalar için işlemenin güveniliği ve kütle üretimin perspektivinden relativ fakir olacak; Genelde kullanılan materyallerin çevresinde 50 Ohm'un s ıradan çizgi genişliği ve dielektrik kalınlığı (4~6 mil) tasarım gerekçelerine uyuyor (aşağıdaki figür hesaplaması) ve işlemek kolay ve yavaşça öntanımlı seçim olması şaşırtmıyor.

Üçüncüs ü, temel fizike dayanan kaybın perspektivünden 50 ohm impedans deri etkisinin kaybının en küçük olduğunu kanıtlayabilir. Genelde, kabel L (decibeller içinde) deri etkisi kaybı tüm deri etkisi R (birim uzunluğu) karakteristik impedance Z0 tarafından bölünen tüm değer etkisiyle 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.

Elektromagnetik alanlarda ve mikro dalgalarda olan her temel kitapta, Z0'nin d2, d1 ve Er fonksiyonu olduğunu bulabilirsiniz.

Formülü 2'yi formüle 1'e koyun, sayıcı ve bölümcüyü aynı anda d2'e çarpın ve alın

Sıfır terimi (/60)*(1/d2) formülden 3 ve eksi noktayı belirlemek için etkili terimi ((1+d2/d1)/ln(d2/d1)) ayır. 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. Ama tüm yolun görünüşünden, en kritik faktör düşünmeli, bu da çipinin sürücü yeteneği. İlk günlerde, çoğu çip, 50 Ohm'dan az bir impedans ile iletişim çizgileri süremedi ve yüksek impedans ile iletişim çizgileri uygulamaya uygun değildi. 50 ohm impedans kullanılır.

Birleştirmek için: PCB endüstrisinin öntanımlı değeri olarak 50 ohm içerisindeki avantajları vardır ve bunun da bütün düşüncelerden sonra kompromis bir çözüm, fakat bu 50 ohm kullanılması gerektiğini anlamına gelmez. Çoğu durumda, bunun eşleşmesine bağlı. Örneğin, 75 ohms hâlâ 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.