Контрола на импеданса на ПХБ

КакоПХБ Брзините на префрлување сигнали продолжуваат да се зголемуваат, денешните дизајнери на ПХБ треба да ја разберат и контролираат импедансата на трагите на ПХБ. Со пократкото време на сигнализација и повисоките стапки на часовникот на модерните дигитални кола, трагите од PCB веќе не се едноставни врски, туку далноводи.

Во пракса, неопходно е да се контролира импедансата на трага при дигитални маргинални брзини повисоки од 1ns или аналогни фреквенции над 300 Mhz. Еден од клучните параметри на трагите на ПХБ е нивната карактеристична импеданса (т.е. односот на напонот и струјата на бранот додека се движи по линијата за пренос на сигнал). Карактеристичната импеданса на проводникот на печатеното коло е важен индикатор за дизајнот на плочката, особено воДизајн на ПХБна високофреквентните кола, мора да се земе предвид дека карактеристичната импеданса на проводникот и уредот или сигналот што се бара од карактеристичната импеданса на истиот, без разлика дали се совпаѓаат или не. Ова вклучува два концепта: контрола на импеданса и совпаѓање на импеданса, овој напис се фокусира на проблеми со контролата на импедансата и дизајнот на редење.

Контрола на импедансата, проводникот во колото ќе има разновиден пренос на сигнал, со цел да се подобри неговата стапка на пренос и мора да ја подобри својата фреквенција, самата линија, ако поради офорт, дебелината на ламинираниот слој, ширината на проводникот и други различни фактори, ќе резултира со импеданса достојна за промена, така што нејзиниот сигнал искривување. Затоа, проводникот во колото со голема брзина, неговата вредност на импеданса треба да се контролира во одреден опсег, наречен "контрола на импеданса".

Импедансата на трагата на ПХБ ќе биде одредена од нејзината индуктивна и капацитивна индуктивност, отпорност и спроводливост. Фактори кои влијаат на импедансата на трагите на ПХБ се: ширина на бакарна жица, дебелина на бакарна жица, диелектрична константа на диелектрикот, дебелина на диелектрикот, дебелина на перничињата, патека на жица за заземјување, траги околу трагата итн. ПХБ импеданса се движи од 25 до 120 оми.

Во пракса, неопходно е да се контролира импедансата на трага при дигитални маргинални брзини повисоки од 1ns или аналогни фреквенции над 300 Mhz. Еден од клучните параметри на трагите на ПХБ е нивната карактеристична импеданса (т.е. односот на напонот и струјата на бранот додека се движи по линијата за пренос на сигнал). Карактеристичната импеданса на проводникот на печатеното коло е важен показател за дизајнот на колото, особено во дизајнот на ПХБ на високофреквентните кола, мора да се земе предвид дека карактеристичната импеданса на проводникот и уредот или сигналот што се бара од карактеристичната импеданса на истиот, без разлика дали да одговара или не. Ова вклучува два концепта: контрола на импеданса и совпаѓање на импеданса, овој напис се фокусира на проблеми со контролата на импедансата и дизајнот на редење.

Контрола на импедансата, проводникот во колото ќе има разновиден пренос на сигнал, со цел да се подобри неговата стапка на пренос и мора да ја подобри својата фреквенција, самата линија, ако поради офорт, дебелината на ламинираниот слој, ширината на проводникот и други различни фактори, ќе резултира со импеданса достојна за промена, така што нејзиниот сигнал искривување. Затоа, проводникот во колото со голема брзина, неговата вредност на импеданса треба да се контролира во одреден опсег, наречен "контрола на импеданса".

Импедансата на трагата на ПХБ ќе биде одредена од нејзината индуктивна и капацитивна индуктивност, отпорност и спроводливост. Фактори кои влијаат на импедансата на трагите на ПХБ се: ширина на бакарна жица, дебелина на бакарна жица, диелектрична константа на диелектрикот, дебелина на диелектрикот, дебелина на перничињата, патека на жица за заземјување, траги околу трагата итн. ПХБ импеданса се движи од 25 до 120 оми. Во пракса, ПХБ далноводот обично се состои од жичана трага, еден или повеќе референтни слоеви и изолационен материјал. Трагата и слоевите ја формираат контролната импеданса. ПХБ често ќе бидат повеќеслојни и контролната импеданса може да се конструира на различни начини. Како и да е, без оглед на методот што ќе се користи, вредноста на импедансата ќе биде одредена од неговата физичка структура и електронските својства на изолациониот материјал:

       Ширината и дебелината на сигналната трага;

       Висината на јадрото или претходно наполнетиот материјал од двете страни на трагата;

       Конфигурацијата на трагите и слоевите на таблата;

       Константите на изолација на јадрото и претходно наполнетиот материјал.

       Постојат две главни форми на ПХБ далноводи: Microstrip и Stripline.

       Микролента:

       Microstrip е жица со лента, што значи далновод со референтна рамнина само од едната страна, со горниот дел и страните изложени на воздух (или обложени), над површината на изолациската константна Er плочка, референтна на моќноста или рамнината за заземјување.

       Забелешка: всушностПроизводство на ПХБ, производителот на плочата обично ја премачкува површината на ПХБ со слој зелено масло, така што при пресметките на реалната импеданса, моделот прикажан подолу обично се користи за површински линии на микроленти:

       Стриплин:

       Стриплин е лента од жица поставена помеѓу две референтни рамнини, како што е прикажано на сликата подолу, а диелектричните константи на диелектриците претставени со H1 и H2 можат да бидат различни.

       Горенаведените два примери се само типична демонстрација на линии и ленти со микроленти, постојат многу различни видови на специфични линии и ленти со микроленти, како што се ламинирани линии за микроленти итн., од кои сите се поврзани со структурата на редење на специфичната ПХБ.

       Равенките што се користат за пресметување на карактеристичната импеданса бараат сложени математички пресметки, често користејќи методи за решавање на теренот, вклучително и анализа на граничните елементи, така што со помош на специјализираниот софтвер за пресметување на импедансата SI9000, сè што треба да направиме е да ги контролираме параметрите на карактеристичната импеданса:

       Диелектрична константа на изолациониот слој Er, ширина на трасата W1, W2 (трапезоидна), дебелина на трасата T и дебелина на изолациониот слој H.