Cos'è il controllo dell'impedenza nel circuito stampato

Cos'è una scheda di impedenza PCB? Come calcolare l'impedenza del PCB? Che cos'è il controllo dell'impedenza e l'adattamento dell'impedenza?

Innanzitutto, la definizione di scheda di impedenza PCB

Le piastre di impedenza sono generalmente chiamate anche strisce di impedenza. Una buona struttura laminata può controllare l'impedenza caratteristica del PCB e le sue tracce possono formare una struttura di linea di trasmissione facilmente controllabile e prevedibile chiamata piastra di impedenza.

In secondo luogo, le caratteristiche di impedenza del PCB

(1) Secondo la teoria della trasmissione del segnale, il segnale è una funzione delle variabili di tempo e distanza, quindi ogni parte del segnale può cambiare durante la connessione. Pertanto, viene determinata l'impedenza CA della connessione, ovvero il rapporto tra la variazione di tensione e la variazione di corrente è l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione: l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione è correlata solo alle caratteristiche della connessione del segnale si.

(2) Nel circuito reale, il valore di resistenza del filo stesso è inferiore all'impedenza distribuita del sistema, specialmente nei circuiti ad alta frequenza, l'impedenza caratteristica dipende principalmente dall'impedenza distribuita causata dalla capacità distribuita dell'unità e dall'unità distribuita induttanza della connessione. L'impedenza caratteristica di una linea di trasmissione ideale dipende solo dalla capacità distribuita dell'unità e dall'induttanza distribuita dell'unità della connessione.

3. Come calcolare l'impedenza del circuito stampato

(1) Il rapporto proporzionale tra il tempo del fronte di salita del segnale e il tempo richiesto per la trasmissione del segnale all'estremità ricevente determina se la connessione del segnale è considerata come una linea di trasmissione. La relazione proporzionale specifica può essere spiegata con la seguente formula: Se la lunghezza del collegamento del filo sul PCB è maggiore di l/b, il filo di collegamento tra i segnali può essere considerato come una linea di trasmissione.

(2) According to the calculation formula of the signal equivalent impedance, the impedance of the transmission line can be expressed by the following formula: In the case of high frequency (tens of megahertz to hundreds of megahertz), wL>>R (ovviamente, nell'intervallo di frequenza del segnale maggiore di 109Hz), viene considerato l'effetto pelle del segnale e questa relazione deve essere attentamente studiata). Quindi per una certa linea di trasmissione, la sua impedenza caratteristica è una costante.

(3) Il fenomeno di riflessione del segnale è causato dall'incoerenza dell'impedenza caratteristica dell'estremità motrice del segnale e della linea di trasmissione e dell'impedenza dell'estremità ricevente. Per un circuito CMOS, l'impedenza di uscita dell'estremità di pilotaggio del segnale è relativamente piccola, decine di ohm. L'impedenza di ingresso dell'estremità ricevente è relativamente grande.

In quarto luogo, il controllo dell'impedenza del PCB

(1) Ci saranno varie trasmissioni di segnale nei conduttori nel circuito stampato. Per aumentare la velocità di trasmissione, la frequenza deve essere aumentata. Se il circuito stesso è diverso a causa di fattori quali incisione, spessore della pila e larghezza del filo, il valore dell'impedenza cambierà. , distorcendone il segnale. Pertanto, il valore dell'impedenza del conduttore sul circuito stampato ad alta velocità dovrebbe essere controllato entro un certo intervallo, chiamato "controllo dell'impedenza".

(2) I principali fattori che influenzano l'impedenza delle tracce PCB sono la larghezza del filo di rame, lo spessore del filo di rame, la costante dielettrica del mezzo, lo spessore del mezzo, lo spessore del pad, il percorso di il filo di terra, la traccia attorno alla traccia, ecc. Pertanto, durante la progettazione del PCB, è necessario controllare l'impedenza del cablaggio sulla scheda, in modo da evitare il più possibile la riflessione del segnale e altri problemi di interferenza elettromagnetica e integrità del segnale e garantire la stabilità dell'effettivo utilizzo del Scheda PCB. Il metodo di calcolo dell'impedenza della microstrip line e della strip line sulla scheda PCB può fare riferimento alla corrispondente formula empirica.

5. Corrispondenza di impedenza del PCB

(1) Nel circuito stampato, se è presente una trasmissione del segnale, si spera che possa essere trasmesso senza problemi all'estremità ricevente con la minima perdita di energia dall'estremità trasmittente dell'alimentatore e l'estremità ricevente lo assorbirà completamente senza alcuna riflessione. Per ottenere questo tipo di trasmissione, l'impedenza nella linea deve essere uguale all'impedenza all'interno dell'estremità di invio, che è chiamata "adattamento di impedenza".

(2) Quando si progettano circuiti PCB ad alta velocità, l'adattamento dell'impedenza è uno degli elementi del progetto. Il valore dell'impedenza ha una relazione assoluta con il metodo di instradamento. Ad esempio, se camminare sullo strato superficiale o sullo strato interno, la distanza dallo strato di alimentazione di riferimento o dallo strato di terra, la larghezza della traccia, il materiale del PCB, ecc., influiranno tutti sul valore di impedenza caratteristica del traccia.

(3) Ciò significa che il valore dell'impedenza può essere determinato solo dopo il cablaggio. Generalmente il software di simulazione non sarà in grado di considerare alcune situazioni di cablaggio con impedenza discontinua a causa della limitazione del modello circuitale o dell'algoritmo matematico utilizzato. Alcune terminazioni, come i resistori in serie, possono essere riservate per mitigare l'effetto dell'impedenza di traccia discontinua.

Ma la vera soluzione al problema è cercare di evitare discontinuità di impedenza durante il cablaggio.

Quanto sopra è la descrizione degli elementi della scheda di impedenza PCB. Beton ha una ricca esperienza di produzione nel campo del controllo dell'impedenza e supporta il controllo dell'impedenza, l'impedenza multilivello e l'adattamento dell'impedenza. Per esigenze PCB, contatta il reparto vendite all'indirizzo linda@pcbsfactory.com.