Tin tức về PCB - Phản xạ do thay đổi chiều rộng dấu vết PCB

Trong định tuyến PCB, thường có những tình huống mà khi dấu vết đi qua một khu vực nhất định, một sợi mỏng hơn phải được sử dụng vì khu vực đó có không gian định tuyến hạn chế. Sau khi đi qua khu vực này, đường sẽ trở lại chiều rộng ban đầu của nó. Sự thay đổi về chiều rộng của dấu vết sẽ dẫn đến sự thay đổi trở kháng, do đó phản xạ xảy ra, ảnh hưởng đến tín hiệu. Vì vậy, trong những trường hợp nào tác động này có thể bị bỏ qua và trong những điều kiện nào chúng ta phải xem xét tác động của nó?

Có ba yếu tố liên quan đến hiệu ứng này: mức độ thay đổi trở kháng, thời gian tín hiệu tăng và độ trễ tín hiệu trên đường hẹp.

Bắt đầu bằng cách thảo luận về mức độ thay đổi trở kháng. Theo công thức hệ số phản xạ, nhiều mạch được thiết kế để yêu cầu tiếng ồn phản xạ nhỏ hơn 5% của dao động điện áp (điều này liên quan đến ngân sách tiếng ồn trên tín hiệu):

Yêu cầu về tỷ lệ thay đổi gần đúng đối với trở kháng có thể được tính là: â³Z/Z1â10%. Như bạn có thể biết, chỉ số điển hình của trở kháng trên bảng là+/- 10%, đó là nguyên nhân gốc rễ.

Nếu sự thay đổi trở kháng chỉ xảy ra một lần, ví dụ, sau khi thay đổi chiều rộng nội tuyến từ 8 mils sang 6 mils, hãy duy trì chiều rộng 6 mils. Để đạt được yêu cầu ngân sách cho tiếng ồn phản xạ tín hiệu trong trường hợp thay đổi đột ngột không vượt quá 5% của dao động điện áp, sự thay đổi trở kháng phải nhỏ hơn 10%. Điều này đôi khi rất khó thực hiện. Lấy ví dụ về các sợi microband trên tấm FR4, hãy tính toán. Nếu chiều rộng đường là 8 mils, độ dày giữa các sợi và mặt phẳng tham chiếu là 4 mils và trở kháng đặc trưng là 46,5 ohms. Sau khi chiều rộng dòng thay đổi thành 6 triệu, trở kháng đặc trưng trở thành 54,2 ohms và tỷ lệ thay đổi trở kháng đạt 20%. Độ lớn của tín hiệu phản xạ phải vượt quá tiêu chuẩn. Đối với các hiệu ứng trên tín hiệu, nó cũng liên quan đến thời gian tăng tín hiệu và độ trễ tín hiệu từ đầu ổ đĩa đến điểm phản xạ. Nhưng ít nhất đó là một vấn đề tiềm ẩn. May mắn thay, vấn đề này có thể được giải quyết bằng thiết bị đầu cuối phù hợp với trở kháng tại thời điểm này.

Nếu trở kháng thay đổi hai lần, ví dụ, sau khi thay đổi chiều rộng dòng từ 8 triệu đến 6 triệu, kéo ra 2 cm và quay trở lại 8 triệu. Sau đó, sẽ có phản xạ ở cả hai đầu của đường dài 2 cm và rộng 6 dặm. Khi trở kháng lớn hơn và phản xạ tích cực xảy ra, trở kháng nhỏ hơn và phản xạ tiêu cực xảy ra. Nếu khoảng cách giữa hai phản xạ đủ ngắn, hai phản xạ có thể triệt tiêu lẫn nhau, làm giảm hiệu ứng. Giả sử tín hiệu truyền là 1V, 0,2V phản xạ trong phản xạ thường xuyên đầu tiên, 1,2V tiếp tục truyền về phía trước, -0,2 * 1,2=0,24V phản xạ lại trong phản xạ thứ hai. Giả sử đường dây 6 triệu có chiều dài cực ngắn và hai phản xạ xảy ra gần như đồng thời, điện áp phản xạ đầy đủ chỉ là 0,04V, ít hơn 5% yêu cầu ngân sách tiếng ồn. Do đó, cho dù phản xạ này ảnh hưởng đến tín hiệu và mức độ ảnh hưởng có liên quan đến sự chậm trễ thời gian và thời gian tăng tín hiệu khi trở kháng thay đổi. Các nghiên cứu và thí nghiệm đã chỉ ra rằng tín hiệu phản xạ không gây ra vấn đề gì miễn là độ trễ khi trở kháng thay đổi nhỏ hơn 20% thời gian tăng tín hiệu. Nếu thời gian tăng tín hiệu là 1ns, độ trễ thời gian tại sự thay đổi trở kháng nhỏ hơn 0,2ns, tương ứng với 1,2 inch và phản xạ sẽ không gây ra vấn đề. Nói cách khác, đối với ví dụ này, không có vấn đề gì nếu chiều dài của dấu vết rộng 6 mils nhỏ hơn 3 cm.

Khi chiều rộng dấu vết PCB thay đổi, nó cần được phân tích cẩn thận theo tình hình thực tế, liệu nó có gây ra tác động hay không. Có ba tham số cần lưu ý: trở kháng thay đổi bao nhiêu, tín hiệu tăng trong bao lâu và phần cổ của chiều rộng đường thay đổi bao lâu. Tính gần đúng theo phương pháp trên, thích hợp để lại dư lượng nhất định. Nếu có thể, hãy giảm thiểu chiều dài của cổ.

Cần lưu ý rằng trong quá trình xử lý PCB thực tế, các thông số không thể chính xác như lý thuyết. Lý thuyết có thể cung cấp hướng dẫn cho các thiết kế của chúng tôi, nhưng không phải là sao chép hoặc giáo điều. Rốt cuộc, đó là một khoa học thực tế. Ước tính phải được điều chỉnh phù hợp với tình hình thực tế và sau đó áp dụng cho thiết kế. Nếu bạn cảm thấy thiếu kinh nghiệm, trước tiên hãy thận trọng và sau đó điều chỉnh phù hợp với chi phí sản xuất.

Trên đây là giới thiệu về phản xạ gây ra bởi sự thay đổi chiều rộng của dấu vết PCB. Ipcb cũng được cung cấp cho các nhà sản xuất PCB và công nghệ sản xuất PCB.