Контрол на импеданса на PCB

катоPCB скоростите на превключване на сигнала продължават да се увеличават, днешните дизайнери на печатни платки трябва да разбират и контролират импеданса на печатните платки. С по-кратките времена за сигнализиране и по-високите тактови честоти на съвременните цифрови схеми, печатните платки вече не са прости връзки, а по-скоро предавателни линии.

На практика е необходимо да се контролира импедансът на проследяване при цифрови пределни скорости, по-високи от 1ns, или аналогови честоти над 300Mhz. Един от ключовите параметри на печатните платки е техният характерен импеданс (т.е. съотношението на напрежението към тока на вълната, докато се движи по линията за предаване на сигнала). Характерният импеданс на проводника на печатната платка е важен показател за дизайна на платката, особено вДизайн на печатни платкина високочестотни вериги, трябва да се има предвид, че характеристичният импеданс на проводника и устройството или сигнала, изисквани от характеристичния импеданс на същите, независимо дали съвпадат или не. Това включва две концепции: контрол на импеданса и съвпадение на импеданса, тази статия се фокусира върху контрола на импеданса и проблемите с дизайна на подреждането.

Контрол на импеданса, проводникът в платката ще има разнообразно предаване на сигнала, за да подобри скоростта на предаване и трябва да подобри своята честота, самата линия, ако се дължи на ецване, дебелината на ламинирания слой, ширината на проводника и други различни фактори, ще доведе до импеданс, достоен за промяна, така че неговият сигнал да се изкриви. Следователно, стойността на импеданса на проводника във високоскоростната платка трябва да се контролира в определен диапазон, наречен "контрол на импеданса".

Импедансът на печатна платка ще се определя от нейната индуктивна и капацитивна индуктивност, съпротивление и проводимост. Факторите, влияещи върху импеданса на печатни платки са: ширина на медна жица, дебелина на медна жица, диелектрична константа на диелектрика, дебелина на диелектрика, дебелина на подложките, път на заземяващия проводник, следи около следата и др. Импеданс на печатна платка варира от 25 до 120 ома.

На практика е необходимо да се контролира импедансът на проследяване при цифрови пределни скорости, по-високи от 1ns, или аналогови честоти над 300Mhz. Един от ключовите параметри на печатните платки е техният характерен импеданс (т.е. съотношението на напрежението към тока на вълната, докато се движи по линията за предаване на сигнала). Характерният импеданс на проводника на печатната платка е важен показател за дизайна на платката, особено при проектирането на печатни платки на високочестотни вериги, трябва да се има предвид, че характеристичният импеданс на проводника и устройството или сигнала, изискван от характеристичния импеданс от същото, независимо дали съвпадат или не. Това включва две концепции: контрол на импеданса и съвпадение на импеданса, тази статия се фокусира върху контрола на импеданса и проблемите с дизайна на подреждането.

Контрол на импеданса, проводникът в платката ще има разнообразно предаване на сигнала, за да подобри скоростта на предаване и трябва да подобри своята честота, самата линия, ако се дължи на ецване, дебелината на ламинирания слой, ширината на проводника и други различни фактори, ще доведе до импеданс, достоен за промяна, така че неговият сигнал да се изкриви. Следователно, стойността на импеданса на проводника във високоскоростната платка трябва да се контролира в определен диапазон, наречен "контрол на импеданса".

Импедансът на печатна платка ще се определя от нейната индуктивна и капацитивна индуктивност, съпротивление и проводимост. Факторите, влияещи върху импеданса на печатни платки са: ширина на медна жица, дебелина на медна жица, диелектрична константа на диелектрика, дебелина на диелектрика, дебелина на подложките, път на заземяващия проводник, следи около следата и др. Импеданс на печатна платка варира от 25 до 120 ома. На практика предавателната линия на PCB обикновено се състои от проводник, един или повече референтни слоеве и изолационен материал. Следата и слоевете формират управляващия импеданс. ПХБ често са многопластови и управляващият импеданс може да бъде конструиран по различни начини. Въпреки това, какъвто и метод да се използва, стойността на импеданса ще се определя от неговата физическа структура и електронните свойства на изолационния материал:

       Ширината и дебелината на сигналната следа;

       Височината на сърцевината или предварително напълнения материал от двете страни на следата;

       Конфигурацията на следите и слоевете на дъската;

       Изолационните константи на сърцевината и предварително напълнения материал.

       Има две основни форми на PCB предавателни линии: Microstrip и Stripline.

       Микролента:

       Microstrip е лентов проводник, което означава предавателна линия с референтна равнина само от едната страна, с горната част и страните, изложени на въздух (или с покритие), над повърхността на изолационната постоянна Er платка, отнесена към захранващата или земната равнина.

       Забележка: В действителностПроизводство на печатни платки, производителят на платката обикновено покрива повърхността на печатната платка със слой зелено масло, така че при действителните изчисления на импеданса моделът, показан по-долу, обикновено се използва за повърхностни микролентови линии:

       лента:

       Лентовата линия е лента от проводник, поставена между две референтни равнини, както е показано на фигурата по-долу, и диелектричните константи на диелектриците, представени от H1 и H2, могат да бъдат различни.

       Горните два примера са само типична демонстрация на микролентови линии и лентови линии, има много различни видове специфични микролентови линии и лентови линии, като ламинирани микролентови линии и т.н., всички от които са свързани със структурата на подреждане на конкретната печатна платка.

       Уравненията, използвани за изчисляване на характеристичния импеданс, изискват сложни математически изчисления, често използващи методи за решаване на полето, включително анализ на гранични елементи, така че използвайки специализирания софтуер за изчисляване на импеданса SI9000, всичко, което трябва да направим, е да контролираме параметрите на характеристичния импеданс:

       Диелектрична константа на изолационния слой Er, ширина на подреждането W1, W2 (трапецовидно), дебелина на подреждането T и дебелината на изолационния слой H.