การควบคุมอิมพีแดนซ์ใน PCB คืออะไร

PCB Impedance Board คืออะไร? จะคำนวณค่าอิมพีแดนซ์ของ PCB ได้อย่างไร? การควบคุมอิมพีแดนซ์และการจับคู่อิมพีแดนซ์คืออะไร?

ประการแรก คำจำกัดความของบอร์ดอิมพีแดนซ์ PCB

โดยทั่วไปแผ่นอิมพีแดนซ์เรียกอีกอย่างว่าแถบอิมพีแดนซ์ โครงสร้างแบบเคลือบที่ดีสามารถควบคุมลักษณะอิมพีแดนซ์ของ PCB ได้ และร่องรอยของมันสามารถสร้างโครงสร้างสายส่งที่ควบคุมและคาดเดาได้ง่ายซึ่งเรียกว่าแผ่นอิมพีแดนซ์

ประการที่สอง ลักษณะความต้านทานของ PCB

(1) ตามทฤษฎีการส่งสัญญาณ สัญญาณเป็นฟังก์ชันของตัวแปรเวลาและระยะทาง ดังนั้นแต่ละส่วนของสัญญาณอาจเปลี่ยนแปลงในการเชื่อมต่อ ดังนั้นจึงมีการกำหนดอิมพีแดนซ์ AC ของการเชื่อมต่อนั่นคืออัตราส่วนของการเปลี่ยนแปลงแรงดันและการเปลี่ยนแปลงในปัจจุบันคืออิมพีแดนซ์คุณลักษณะของสายส่ง: อิมพีแดนซ์คุณลักษณะของสายส่งเกี่ยวข้องกับลักษณะของการเชื่อมต่อสัญญาณเท่านั้น นั่นเอง

(2) ในวงจรจริง ค่าความต้านทานของเส้นลวดนั้นน้อยกว่าค่าอิมพีแดนซ์แบบกระจายของระบบ โดยเฉพาะอย่างยิ่งในวงจรความถี่สูง อิมพีแดนซ์ลักษณะส่วนใหญ่ขึ้นอยู่กับอิมพีแดนซ์แบบกระจายที่เกิดจากหน่วยความจุแบบกระจายและหน่วยแบบกระจาย ความเหนี่ยวนำของการเชื่อมต่อ อิมพีแดนซ์คุณลักษณะของสายส่งในอุดมคตินั้นขึ้นอยู่กับความจุแบบกระจายหน่วยและตัวเหนี่ยวนำแบบกระจายหน่วยของการเชื่อมต่อเท่านั้น

3. วิธีการคำนวณความต้านทานของ PCB

(1) ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนระหว่างเวลาขอบที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณและเวลาที่จำเป็นสำหรับการส่งสัญญาณไปยังปลายทางที่รับจะกำหนดว่าการเชื่อมต่อสัญญาณถือเป็นสายส่งสัญญาณหรือไม่ ความสัมพันธ์ตามสัดส่วนเฉพาะสามารถอธิบายได้ด้วยสูตรต่อไปนี้: หากความยาวของการเชื่อมต่อสายบน PCB มากกว่า l/b สายเชื่อมต่อระหว่างสัญญาณสามารถถือเป็นสายส่งสัญญาณได้

(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 (แน่นอน ในช่วงความถี่ของสัญญาณที่มากกว่า 109Hz) จะพิจารณาถึงผลกระทบทางผิวหนังของสัญญาณ และความสัมพันธ์นี้จำเป็นต้องได้รับการศึกษาอย่างรอบคอบ) จากนั้นสำหรับสายส่งบางสาย คุณลักษณะของอิมพีแดนซ์จะเป็นค่าคงที่

(3) ปรากฏการณ์การสะท้อนกลับของสัญญาณเกิดจากความไม่สอดคล้องกันของอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของปลายขับของสัญญาณและสายส่ง และอิมพีแดนซ์ของปลายรับ สำหรับวงจร CMOS อิมพีแดนซ์เอาต์พุตของปลายด้านขับของสัญญาณจะค่อนข้างเล็ก หลายสิบโอห์ม อิมพีแดนซ์อินพุตของปลายรับมีขนาดค่อนข้างใหญ่

ประการที่สี่ การควบคุมอิมพีแดนซ์ของ PCB

(1) จะมีการส่งสัญญาณต่าง ๆ ในตัวนำในแผงวงจร เพื่อเพิ่มอัตราการส่งจะต้องเพิ่มความถี่ หากตัววงจรแตกต่างกันเนื่องจากปัจจัยต่างๆ เช่น การแกะสลัก ความหนาของสแต็ก และความกว้างของเส้นลวด ค่าอิมพีแดนซ์จะเปลี่ยนไป บิดเบือนสัญญาณของมัน ดังนั้นควรควบคุมค่าอิมพีแดนซ์ของตัวนำบนแผงวงจรความเร็วสูงให้อยู่ในช่วงที่กำหนด ซึ่งเรียกว่า "การควบคุมอิมพีแดนซ์"

(2) ปัจจัยหลักที่มีผลต่อความต้านทานของร่องรอย PCB คือความกว้างของลวดทองแดง, ความหนาของลวดทองแดง, ค่าคงที่ไดอิเล็กทริกของตัวกลาง, ความหนาของตัวกลาง, ความหนาของแผ่น, เส้นทางของ สายดิน รอยรอบรอย ฯลฯ ดังนั้นเมื่อออกแบบ PCB จึงจำเป็นต้องควบคุมอิมพีแดนซ์ของสายไฟบนบอร์ดเพื่อหลีกเลี่ยงการสะท้อนของสัญญาณและการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าอื่นๆ และปัญหาความสมบูรณ์ของสัญญาณให้ได้มากที่สุด และรับประกันความเสถียรในการใช้งานจริงของ บอร์ดพีซีบี. วิธีการคำนวณของเส้นไมโครสตริปและอิมพีแดนซ์ของเส้นสตริปบนบอร์ด PCB สามารถอ้างถึงสูตรเชิงประจักษ์ที่สอดคล้องกัน

5. การจับคู่อิมพีแดนซ์ของ PCB

(1) ในแผงวงจรหากมีการส่งสัญญาณหวังว่าจะสามารถส่งไปยังปลายรับได้อย่างราบรื่นโดยมีการสูญเสียพลังงานน้อยที่สุดจากปลายส่งของแหล่งจ่ายไฟและปลายรับจะดูดซับได้อย่างสมบูรณ์ โดยปราศจากการไตร่ตรองใดๆ ในการรับส่งข้อมูลประเภทนี้ อิมพีแดนซ์ในสายจะต้องเท่ากับอิมพีแดนซ์ภายในปลายด้านส่ง ซึ่งเรียกว่า "การจับคู่อิมพีแดนซ์"

(2) เมื่อออกแบบวงจร PCB ความเร็วสูง การจับคู่อิมพีแดนซ์เป็นหนึ่งในองค์ประกอบของการออกแบบ ค่าอิมพีแดนซ์มีความสัมพันธ์แบบสัมบูรณ์กับวิธีการกำหนดเส้นทาง ตัวอย่างเช่น ไม่ว่าจะเดินบนชั้นผิวหรือชั้นใน ระยะห่างจากชั้นแหล่งจ่ายไฟอ้างอิงหรือชั้นกราวด์ ความกว้างของร่องรอย วัสดุของ PCB ฯลฯ ล้วนส่งผลต่อค่าอิมพีแดนซ์คุณลักษณะของ ติดตาม.

(3) กล่าวคือ ค่าอิมพีแดนซ์สามารถกำหนดได้หลังจากการเดินสายเท่านั้น โดยทั่วไป ซอฟต์แวร์จำลองจะไม่สามารถพิจารณาสถานการณ์การเดินสายบางอย่างที่มีอิมพีแดนซ์ไม่ต่อเนื่องได้ เนื่องจากข้อจำกัดของแบบจำลองวงจรหรืออัลกอริทึมทางคณิตศาสตร์ที่ใช้ จุดสิ้นสุดบางอย่าง เช่น ตัวต้านทานแบบอนุกรม สามารถสงวนไว้เพื่อลดผลกระทบของอิมพีแดนซ์การติดตามที่ไม่ต่อเนื่อง

แต่วิธีแก้ปัญหาที่แท้จริงคือการพยายามหลีกเลี่ยงความไม่ต่อเนื่องของอิมพีแดนซ์เมื่อเดินสาย

ด้านบนเป็นคำอธิบายองค์ประกอบของบอร์ดอิมพีแดนซ์ PCB Beton มีประสบการณ์การผลิตมากมายในด้านการควบคุมอิมพีแดนซ์ และสนับสนุนการควบคุมอิมพีแดนซ์ อิมพีแดนซ์หลายระดับ และการจับคู่อิมพีแดนซ์ สำหรับความต้องการ PCB โปรดติดต่อฝ่ายขายที่ linda@pcbsfactory.com