Controllo dell'impedenza PCB

COMEPCB Poiché le velocità di commutazione del segnale continuano ad aumentare, i progettisti di PCB di oggi devono comprendere e controllare l'impedenza delle tracce del PCB. Con i tempi di segnalazione più brevi e le frequenze di clock più elevate dei moderni circuiti digitali, le tracce PCB non sono più semplici connessioni, ma piuttosto linee di trasmissione.

In pratica è necessario controllare l'impedenza di traccia a velocità marginali digitali superiori a 1ns o frequenze analogiche superiori a 300Mhz. Uno dei parametri chiave delle tracce PCB è la loro impedenza caratteristica (ovvero il rapporto tra la tensione e la corrente di un'onda mentre viaggia lungo la linea di trasmissione del segnale). L'impedenza caratteristica del conduttore del circuito stampato è un indicatore importante della progettazione del circuito, soprattutto nelProgettazione di circuiti stampatidei circuiti ad alta frequenza, si deve considerare che l'impedenza caratteristica del conduttore e del dispositivo o segnale richiesto dall'impedenza caratteristica dello stesso, deve corrispondere o meno. Ciò implica due concetti: controllo dell'impedenza e adattamento dell'impedenza. Questo articolo si concentra sul controllo dell'impedenza e sui problemi di progettazione dello stacking.

Controllo dell'impedenza, il conduttore nel circuito avrà una varietà di trasmissione del segnale, al fine di migliorare la sua velocità di trasmissione e deve migliorare la sua frequenza, la linea stessa, se dovuta all'incisione, lo spessore dello strato laminato, la larghezza del conduttore e altri fattori diversi, si tradurranno in un'impedenza degna di modifica, in modo che la distorsione del segnale. Pertanto, il valore di impedenza del conduttore nel circuito ad alta velocità deve essere controllato entro un certo intervallo, chiamato "controllo dell'impedenza".

L'impedenza di una traccia PCB sarà determinata dalla sua induttanza induttiva e capacitiva, dalla resistenza e dalla conduttività. I fattori che influenzano l'impedenza delle tracce del PCB sono: larghezza del filo di rame, spessore del filo di rame, costante dielettrica del dielettrico, spessore del dielettrico, spessore delle piazzole, percorso del filo di terra, tracce attorno alla traccia, ecc. Impedenza del PCB varia da 25 a 120 ohm.

In pratica è necessario controllare l'impedenza di traccia a velocità marginali digitali superiori a 1ns o frequenze analogiche superiori a 300Mhz. Uno dei parametri chiave delle tracce PCB è la loro impedenza caratteristica (ovvero il rapporto tra la tensione e la corrente di un'onda mentre viaggia lungo la linea di trasmissione del segnale). L'impedenza caratteristica del conduttore del circuito stampato è un indicatore importante della progettazione del circuito, soprattutto nella progettazione PCB di circuiti ad alta frequenza, si deve considerare che l'impedenza caratteristica del conduttore e del dispositivo o segnale richiesto dall'impedenza caratteristica dello stesso, se corrispondere o meno. Ciò implica due concetti: controllo dell'impedenza e adattamento dell'impedenza. Questo articolo si concentra sul controllo dell'impedenza e sui problemi di progettazione dello stacking.

Controllo dell'impedenza, il conduttore nel circuito avrà una varietà di trasmissione del segnale, al fine di migliorare la sua velocità di trasmissione e deve migliorare la sua frequenza, la linea stessa, se dovuta all'incisione, lo spessore dello strato laminato, la larghezza del conduttore e altri fattori diversi, si tradurranno in un'impedenza degna di modifica, in modo che la distorsione del segnale. Pertanto, il valore di impedenza del conduttore nel circuito ad alta velocità deve essere controllato entro un certo intervallo, chiamato "controllo dell'impedenza".

L'impedenza di una traccia PCB sarà determinata dalla sua induttanza induttiva e capacitiva, dalla resistenza e dalla conduttività. I fattori che influenzano l'impedenza delle tracce del PCB sono: larghezza del filo di rame, spessore del filo di rame, costante dielettrica del dielettrico, spessore del dielettrico, spessore delle piazzole, percorso del filo di terra, tracce attorno alla traccia, ecc. Impedenza del PCB varia da 25 a 120 ohm. In pratica, una linea di trasmissione PCB è solitamente costituita da una traccia di filo, uno o più strati di riferimento e materiale isolante. La traccia e gli strati formano l'impedenza di controllo. I PCB saranno spesso multistrato e l'impedenza di controllo può essere costruita in vari modi. Tuttavia, qualunque sia il metodo utilizzato, il valore dell'impedenza sarà determinato dalla sua struttura fisica e dalle proprietà elettroniche del materiale isolante:

       La larghezza e lo spessore della traccia del segnale;

       L'altezza del nucleo o del materiale preriempito su entrambi i lati della traccia;

       La configurazione delle tracce e degli strati della tavola;

       Le costanti isolanti del nucleo e del materiale preriempito.

       Esistono due forme principali di linee di trasmissione PCB: Microstrip e Stripline.

       Microstriscia:

       La microstrip è un filo a nastro, ovvero una linea di trasmissione con un piano di riferimento su un solo lato, con la parte superiore e i lati esposti all'aria (o rivestiti), sopra la superficie del pannello a costante di isolamento Er, riferito al piano di potenza o di massa.

       Nota: in realtàProduzione di PCB, il produttore della scheda solitamente riveste la superficie del PCB con uno strato di olio verde, quindi nei calcoli effettivi dell'impedenza, il modello mostrato di seguito viene solitamente utilizzato per le linee a microstriscia di superficie:

       Stripline:

       Una stripline è una striscia di filo posta tra due piani di riferimento, come mostrato nella figura seguente, e le costanti dielettriche dei dielettrici rappresentati da H1 e H2 possono essere diverse.

       I due esempi precedenti sono solo una tipica dimostrazione di linee e stripline a microstriscia, esistono molti tipi diversi di linee e stripline a microstriscia specifiche, come linee a microstriscia laminate, ecc., tutte correlate alla struttura di impilamento del PCB specifico.

       Le equazioni utilizzate per calcolare l'impedenza caratteristica richiedono calcoli matematici complessi, spesso utilizzando metodi di risoluzione sul campo, inclusa l'analisi degli elementi al contorno, quindi utilizzando il software specializzato per il calcolo dell'impedenza SI9000, tutto ciò che dobbiamo fare è controllare i parametri dell'impedenza caratteristica:

       Costante dielettrica dello strato isolante Er, larghezza dell'allineamento W1, W2 (trapezoidale), spessore dell'allineamento T e spessore dello strato isolante H.