site logo

Адлюстраванне, выкліканае змяненнем шырыні лініі друкаванай платы

In Друкаваная плата падлучэння, часта бывае так, што для праходжання вобласці з абмежаваным месцам праводкі даводзіцца выкарыстоўваць больш тонкую лінію, а потым лінія аднаўляецца да першапачатковай шырыні. Змена шырыні лініі прывядзе да змены супраціву, што прывядзе да адлюстравання і паўплывае на сігнал. Такім чынам, калі мы можам ігнараваць гэты эфект, і калі мы павінны разгледзець яго эфект?

ipcb

Тры фактары звязаны з гэтым эфектам: велічыня змены імпедансу, час нарастання сігналу і затрымка сігналу на вузкай лініі.

Спачатку абмяркоўваецца велічыня змены імпедансу. Канструкцыя многіх схем патрабуе, каб адлюстраваны шум быў меншым за 5% ад ваганняў напружання (што звязана з бюджэтам шуму ў сігнале), у адпаведнасці з формулай каэфіцыента адлюстравання:

Прыблізную хуткасць змены супраціву можна вылічыць як △ Z/Z1 ≤ 10%. Як вы, напэўна, ведаеце, тыповы паказчык супраціву на дошцы складае +/- 10%, і гэта першапрычына.

Калі змена імпедансу адбываецца толькі адзін раз, напрыклад, калі шырыня лініі змяняецца з 8 мілі на 6 мілі і застаецца 6 мілі, змяненне імпедансу павінна быць менш за 10%, каб дасягнуць патрабаванняў бюджэту шуму, які адлюстроўвае сігнал пры рэзкай змене не перавышае 5% перападу напружання. Гэта часам бывае цяжка зрабіць. У якасці прыкладу возьмем выпадак мікрапалосавых ліній на пласцінах FR4. Давайце падлічым. Калі шырыня лініі 8 мілі, таўшчыня паміж лініяй і апорнай плоскасцю складае 4 мілі, а характэрны супраціў – 46.5 Ом. Калі шырыня лініі змяняецца на 6 міл, характэрны супраціў становіцца 54.2 Ом, а хуткасць змены супраціву дасягае 20%. Амплітуда адбітага сігналу павінна перавышаць стандарт. Што тычыцца таго, наколькі моцна ўплывае на сігнал, але і час нарастання сігналу і часовая затрымка ад кіроўцы да сігналу кропкі адлюстравання. Але гэта прынамсі патэнцыйная праблема. На шчасце, вы можаце вырашыць праблему з дапамогай адпаведных імпедансаў клем.

Калі змена імпедансу адбываецца двойчы, напрыклад, шырыня лініі змяняецца з 8 на 6 мілі, а затым змяняецца назад на 8 мілі пасля выцягвання 2 см. Затым у 2 см даўжынёй 6 міліметраў шырокай лініі на двух канцах адлюстравання, адзін – імпеданс становіцца большым, станоўчае адлюстраванне, а потым імпеданс становіцца меншым, адмоўнае адлюстраванне. Калі прамежак часу паміж адлюстраваннямі досыць кароткі, два адлюстравання могуць адмяніць адно аднога, памяншаючы эфект. Калі выказаць здагадку, што сігнал перадачы складае 1 В, 0.2 В адлюстроўваецца ў першым станоўчым адлюстраванні, 1.2 В перадаецца наперад, а -0.2*1.2 = 0.24 У адбіваецца назад у другім адлюстраванні. Калі выказаць здагадку, што даўжыня лініі 6mil надзвычай кароткая і два адлюстраванні адбываюцца амаль адначасова, агульнае адлюстраванае напружанне складае ўсяго 0.04V, менш, чым патрабаванне бюджэту шуму ў 5%. Такім чынам, уплыў і наколькі гэта адлюстраванне ўплывае на сігнал, залежыць ад часовай затрымкі пры змене імпедансу і часу нарастання сігналу. Даследаванні і эксперыменты паказваюць, што пакуль затрымка пры змене імпедансу складае менш за 20% ад часу нарастання сігналу, адлюстраваны сігнал не выкліча праблем. Калі час нарастання сігналу роўны 1 нс, то затрымка пры змене імпедансу складае менш за 0.2 нс, што адпавядае 1.2 цалі, і адлюстраванне не з’яўляецца праблемай. Іншымі словамі, у гэтым выпадку дрот з шырынёй 6 міліметраў даўжынёй менш за 3 см не павінна выклікаць праблем.

Калі шырыня праводкі друкаванай платы змяняецца, яе трэба ўважліва прааналізаваць у адпаведнасці з фактычнай сітуацыяй, каб убачыць, ці ёсць уплыў. Ёсць тры асцярожныя паказчыкі: наколькі змяняецца супраціў, колькі працягваецца час нарастання сігналу і як доўга змяняецца шыйная частка шырыні лініі. Зрабіце прыкладную ацэнку на аснове вышэйзгаданага метаду і пакіньце адпаведны запас. Па магчымасці паспрабуйце скараціць даўжыню шыі.

Варта адзначыць, што пры фактычнай апрацоўцы друкаванай платы параметры не могуць быць такімі дакладнымі, як у тэорыі. Тэорыя можа даць рэкамендацыі для нашага дызайну, але яе нельга скапіяваць або дагматычна. Бо гэта практычная навука. Разліковы кошт варта перагледзець у адпаведнасці з фактычнай сітуацыяй, а затым прымяніць да праектавання. Калі вы адчуваеце неспрактыкаванасць, будзьце кансерватыўныя і прыстасоўвайцеся да кошту вытворчасці.