With the increasing speed of PCB siqnal keçid, bu gün PCB dizaynerlər PCB izləri empedans anlamaq və nəzarət etmək lazımdır. Qısa siqnal ötürmə vaxtlarına və müasir rəqəmsal sxemlərin daha yüksək saat sürətlərinə uyğun olaraq, PCB izləri artıq sadə əlaqələr deyil, ötürücü xətlərdir.

PCB empedansını necə idarə etmək olar

Praktikada, rəqəmsal marjinal sürət 1ns və ya analog tezlik 300Mhz -dən çox olduqda iz empedansını idarə etmək lazımdır. Bir PCB izinin əsas parametrlərindən biri xarakterik empedansdır (dalğa siqnal ötürmə xətti boyunca hərəkət edərkən gərginliyin cərəyana nisbətidir). Çap dövrə lövhəsindəki telin xarakterik empedansı, xüsusilə yüksək frekanslı dövrənin PCB dizaynında, elektron lövhə dizaynının əhəmiyyətli bir göstəricisidir, telin xarakterik empedansının cihazın və ya siqnalın tələb etdiyi xarakterik empedansa uyğun olub -olmaması nəzərə alınmalıdır. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

Empedansa nəzarət

EI Empedansa Nəzarət, dövrə lövhəsindəki dirijor, ötürmə sürətini yaxşılaşdırmaq üçün hər cür siqnal ötürücüsünə malik olacaq və əgər xəttin özü aşınma, yığma qalınlığı, tel genişliyi və digər fərqli amillər səbəbiylə səbəb olarsa, ötürmə sürətini artırmalı və tezliyini artırmalıdır. Empedans dəyərinin dəyişməsi, siqnalın pozulması. Buna görə də, yüksək sürətli dövrə lövhəsindəki dirijorun empedans dəyəri “impedance control” kimi tanınan müəyyən bir diapazonda idarə olunmalıdır.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. PCB naqillərinin empedansına təsir edən əsas amillər bunlardır: mis telin eni, mis telin qalınlığı, mühitin dielektrik sabitliyi, mühitin qalınlığı, yastığın qalınlığı, torpaq telinin yolu, naqillərin ətrafındakı naqillər və s. PCB empedansı 25 ilə 120 ohm arasında dəyişir.

Təcrübədə, bir PCB ötürmə xətti ümumiyyətlə bir izdən, bir və ya daha çox istinad qatından və izolyasiya materiallarından ibarətdir. İzlər və təbəqələr idarəetmə empedansını təşkil edir. PCBS tez-tez çox qatlı olacaq və idarəetmə empedansı müxtəlif yollarla qurula bilər. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Siqnal izinin qalınlığı və genişliyi

İzin hər iki tərəfindəki nüvənin və ya doldurma materialının hündürlüyü

İz və lövhənin konfiqurasiyası

Insulation constants of core and prefilled materials

PCB ötürmə xətləri iki əsas formada gəlir: Microstrip və Stripline.

Microstrip:

Mikrostrip xətti, yalnız bir tərəfində istinad təyyarəsi olan, üstü və tərəfləri havaya məruz qalan (və ya örtülmüş), izolyasiya sabit Er dövrə lövhəsinin səthinin üstündə, istinad olaraq enerji təchizatı və ya topraklama olan bir şerit keçiricidir. Aşağıda göstərildiyi kimi:

Qeyd: Həqiqi PCB istehsalında, lövhə istehsalçısı adətən PCB -nin səthini yaşıl yağlı bir təbəqə ilə örtür, buna görə də faktiki empedans hesablamasında aşağıda göstərilən model adətən səthi mikrostrip xətlərinin hesablanması üçün istifadə olunur:

Zolaq xətti:

Şerit xətti, aşağıdakı şəkildə göstərildiyi kimi iki istinad təyyarəsi arasına qoyulmuş tel lentdir. H1 və H2 ilə təmsil olunan dielektrikin dielektrik sabitləri fərqli ola bilər.

The above two examples are only a typical demonstration of microstrip lines and ribbon lines. There are many kinds of specific microstrip lines and ribbon lines, such as coated microstrip lines, which are related to the specific laminated structure of PCB.

The equations used to calculate the characteristic impedances require complex mathematical calculations, usually using field solving methods, including boundary element analysis, so using the specialized impedance calculation software SI9000, all we need to do is control the parameters of the characteristic impedances:

Dielectric constant Er, wiring width W1, W2 (trapezoid), wiring thickness T and insulation layer thickness H.

W1, W2:

The calculated value must be within the red box. Və s.

SI9000, empedansa nəzarət tələblərinin yerinə yetirildiyini hesablamaq üçün istifadə olunur:

Əvvəlcə DDR məlumat xəttinin tək uçlu empedans nəzarətini hesablayın:

ÜST təbəqə: 0.5oz mis qalınlığı, 5MIL tel genişliyi, istinad müstəvisindən 3.8 mil məsafə, dielektrik sabit 4.2. Modeli seçin, parametrlərdə əvəz edin və şəkildə göstərildiyi kimi itkisiz hesablama seçin:

CoaTIng coaTIng deməkdir və əgər heç bir əlaqə yoxdursa 0 qalınlığı və 1 dielektrik (dielektrik sabit) (hava) ilə doldurun.

Substrat, ümumiyyətlə fr-4 istifadə edərək, empedans hesablama proqramı ilə hesablanan qalınlığı, dielektrik sabit 4.2 (tezliyi 1GHz-dən az) olan substrat qatını, yəni dielektrik təbəqəni ifadə edir.

Click on Weight (oz) to set the thickness of the copper layer, which determines the thickness of the cable.

9. Prepreg/Core izolyasiya təbəqəsi anlayışı:

PP (Prepreg), şüşə lif və epoksi qatrandan ibarət olan bir növ dielektrik materialdır. Core əslində PP mühitinin bir TÜRÜdür, lakin iki tərəfi mis folqa ilə örtülmüşdür, PP isə deyil. Çox qatlı lövhələr hazırlayarkən, nüvə və PP ümumiyyətlə birlikdə istifadə olunur və PP əsas və nüvəni bağlamaq üçün istifadə olunur.

10. PCB laminasiya dizaynında diqqət tələb edən məsələlər

(1) Səhifə problemi

PCB -nin təbəqə dizaynı simmetrik olmalıdır, yəni orta təbəqənin və hər təbəqənin mis təbəqəsinin qalınlığı simmetrik olmalıdır. Məsələn, altı təbəqəni götürək, üst GND və alt güc ortamı qalınlığı misin qalınlığı ilə, GND-L2 və L3-POWER mühitinin qalınlığı isə mis qalınlığı ilə uyğun olmalıdır. Laminasiya edərkən bu əyilməyəcək.

(2) Siqnal təbəqəsi bitişik istinad təyyarəsi ilə sıx bağlanmalıdır (yəni siqnal təbəqəsi ilə bitişik mis örtük təbəqəsi arasındakı orta qalınlıq çox kiçik olmalıdır); Güclü mis sarğı və torpaq mis sarğı sıx bağlanmalıdır.

(3) Çox yüksək sürətdə, siqnal qatını təcrid etmək üçün əlavə təbəqələr əlavə edilə bilər, lakin lazımsız səs -küy müdaxiləsinə səbəb ola biləcək birdən çox güc qatını təcrid etməmək tövsiyə olunur.

(4) Tipik laminatlı dizayn təbəqələrinin paylanması aşağıdakı cədvəldə göstərilmişdir:

(5) Layer düzülüşünün ümumi prinsipləri:

Komponent səthinin altında (ikinci təbəqə) cihazın qoruyucu təbəqəsini və üst təbəqənin naqilləri üçün istinad təyyarəsini təmin edən yer müstəvisidir;

Bütün siqnal təbəqələri mümkün qədər yer səthinə bitişikdir.

Mümkün olduğunca iki siqnal təbəqəsi arasında birbaşa bitişmədən çəkinin;

Əsas enerji təchizatı mümkün qədər bitişik olmalıdır;

Laminat quruluşun simmetriyası nəzərə alınır.

For the layer layout of the motherboard, it is difficult for the existing motherboard to control the parallel long-distance wiring, and the working frequency of the board level is above 50MHZ

(50MHZ -dən aşağı olan şərtlər üçün, ona müraciət edin və uyğun şəkildə rahatlayın), layout prinsipi təklif olunur:

Komponent səthi və qaynaq səthi tam torpaq müstəvisidir (qalxan);

Bitişik paralel məftil təbəqəsi yoxdur;

Bütün siqnal təbəqələri mümkün qədər yer səthinə bitişikdir.

Əsas siqnal formalaşmaya bitişikdir və seqmentasiya zonasını keçmir.