Kawalan Impedans PCB

SebagaiPCB kelajuan pensuisan isyarat terus meningkat, pereka PCB hari ini perlu memahami dan mengawal impedans jejak PCB. Dengan masa isyarat yang lebih pendek dan kadar jam yang lebih tinggi bagi litar digital moden, jejak PCB bukan lagi sambungan mudah, sebaliknya talian penghantaran.

Dalam amalan, adalah perlu untuk mengawal impedans surih pada kelajuan marginal digital lebih tinggi daripada 1ns atau frekuensi analog melebihi 300Mhz. Salah satu parameter utama jejak PCB ialah impedans cirinya (iaitu, nisbah voltan kepada arus gelombang semasa ia bergerak di sepanjang talian penghantaran isyarat). Impedans ciri konduktor papan litar bercetak adalah penunjuk penting reka bentuk papan litar, terutamanya dalamreka bentuk PCBbagi litar frekuensi tinggi, ia mesti dipertimbangkan bahawa galangan ciri konduktor dan peranti atau isyarat yang diperlukan oleh galangan ciri yang sama, sama ada sepadan atau tidak. Ini melibatkan dua konsep: kawalan impedans dan padanan impedans, artikel ini memberi tumpuan kepada kawalan impedans dan isu reka bentuk susun.

Kawalan impedans, konduktor dalam papan litar akan mempunyai pelbagai penghantaran isyarat, untuk meningkatkan kadar penghantaran dan mesti meningkatkan frekuensinya, garis itu sendiri, jika disebabkan oleh etsa, ketebalan lapisan berlamina, lebar konduktor dan faktor lain yang berbeza, akan mengakibatkan impedans yang layak diubah, supaya herotan isyaratnya. Oleh itu, konduktor dalam papan litar berkelajuan tinggi, nilai impedansnya harus dikawal dalam julat tertentu, yang dipanggil "kawalan impedans".

Impedans surih PCB akan ditentukan oleh kearuhan induktif dan kapasitif, rintangan dan kekonduksian. Faktor-faktor yang mempengaruhi impedans surih PCB ialah: lebar dawai kuprum, ketebalan dawai kuprum, pemalar dielektrik dielektrik, ketebalan dielektrik, ketebalan pad, laluan wayar tanah, kesan di sekeliling surih, dll. Galangan PCB berkisar antara 25 hingga 120 ohm.

Dalam amalan, adalah perlu untuk mengawal impedans surih pada kelajuan marginal digital lebih tinggi daripada 1ns atau frekuensi analog melebihi 300Mhz. Salah satu parameter utama jejak PCB ialah impedans cirinya (iaitu, nisbah voltan kepada arus gelombang semasa ia bergerak di sepanjang talian penghantaran isyarat). Impedans ciri konduktor papan litar bercetak adalah penunjuk penting reka bentuk papan litar, terutamanya dalam reka bentuk PCB litar frekuensi tinggi, ia mesti dipertimbangkan bahawa impedans ciri konduktor dan peranti atau isyarat yang diperlukan oleh impedans ciri yang sama, sama ada sepadan atau tidak. Ini melibatkan dua konsep: kawalan impedans dan padanan impedans, artikel ini memberi tumpuan kepada kawalan impedans dan isu reka bentuk susun.

Kawalan impedans, konduktor dalam papan litar akan mempunyai pelbagai penghantaran isyarat, untuk meningkatkan kadar penghantaran dan mesti meningkatkan frekuensinya, garis itu sendiri, jika disebabkan oleh etsa, ketebalan lapisan berlamina, lebar konduktor dan faktor lain yang berbeza, akan mengakibatkan impedans yang layak diubah, supaya herotan isyaratnya. Oleh itu, konduktor dalam papan litar berkelajuan tinggi, nilai impedansnya harus dikawal dalam julat tertentu, yang dipanggil "kawalan impedans".

Impedans surih PCB akan ditentukan oleh kearuhan induktif dan kapasitif, rintangan dan kekonduksiannya. Faktor-faktor yang mempengaruhi impedans surih PCB ialah: lebar dawai kuprum, ketebalan dawai kuprum, pemalar dielektrik dielektrik, ketebalan dielektrik, ketebalan pad, laluan wayar tanah, kesan di sekeliling surih, dll. Galangan PCB berkisar antara 25 hingga 120 ohm. Dalam amalan, talian penghantaran PCB biasanya terdiri daripada surih wayar, satu atau lebih lapisan rujukan dan bahan penebat. Jejak dan lapisan membentuk impedans kawalan. PCB selalunya akan berbilang lapisan dan impedans kawalan boleh dibina dalam pelbagai cara. Walau bagaimanapun, apa jua kaedah yang digunakan, nilai impedans akan ditentukan oleh struktur fizikalnya dan sifat elektronik bahan penebat:

       Lebar dan ketebalan jejak isyarat;

       Ketinggian teras atau bahan pra-isi pada kedua-dua belah surih;

       Konfigurasi jejak dan lapisan papan;

       Pemalar penebat teras dan bahan pra-isi.

       Terdapat dua bentuk utama talian penghantaran PCB: Microstrip dan Stripline.

       jalur mikro:

       Jalur mikro ialah dawai reben, bermaksud talian penghantaran dengan satah rujukan pada satu sisi sahaja, dengan bahagian atas dan sisi terdedah kepada udara (atau bersalut), di atas permukaan papan Er pemalar penebat, dirujuk kepada satah kuasa atau tanah.

       Nota: Sebenarnyapembuatan PCB, pengeluar papan biasanya menyalut permukaan PCB dengan lapisan minyak hijau, jadi dalam pengiraan impedans sebenar, model yang ditunjukkan di bawah biasanya digunakan untuk garis jalur mikro permukaan:

       Stripline:

       Garis jalur ialah jalur wayar yang diletakkan di antara dua satah rujukan, seperti yang ditunjukkan dalam rajah di bawah, dan pemalar dielektrik dielektrik yang diwakili oleh H1 dan H2 boleh berbeza.

       Dua contoh di atas hanyalah demonstrasi tipikal garisan mikrojalur dan garis jalur, terdapat pelbagai jenis garis jalur mikro dan jalur jalur tertentu, seperti garis jalur mikro berlamina, dsb., yang semuanya berkaitan dengan struktur susunan PCB tertentu.

       Persamaan yang digunakan untuk mengira impedans ciri memerlukan pengiraan matematik yang kompleks, selalunya menggunakan kaedah penyelesaian medan, termasuk analisis unsur sempadan, jadi menggunakan perisian pengiraan impedans khusus SI9000, yang perlu kita lakukan ialah mengawal parameter galangan ciri:

       Pemalar dielektrik lapisan penebat Er, lebar penjajaran W1, W2 (trapezoid), ketebalan penjajaran T dan ketebalan lapisan penebat H.