In PCB cablaggio, accade spessu chì una linea più sottile deve esse aduprata per passà per una zona induve ci hè un spaziu di cablaggio limitatu, è dopu a linea hè ripristinata à a so larghezza originale. Un cambiamentu di a larghezza di a linea pruvucarà un cambiamentu di impedenza, chì resulterà in riflessione è influenzerà u signale. Allora quandu pudemu ignurà questu effettu, è quandu duvemu cunsiderà u so effettu?

Trè fattori sò in relazione cù questu effettu: a magnitudine di u cambiamentu di impedenza, u tempu di crescita di u signale, è u ritardu di u signale nantu à una linea stretta.

Prima, si discute a magnitudine di u cambiamentu di impedenza. A cuncezzione di parechji circuiti richiede chì u rumu riflessu sia menu di u 5% di u swing di tensione (chì hè legatu à u bilanciu di rumore annantu à u signale), secondu a formula di u coefficiente di riflessione:

A percentuale di cambiamentu apprussimativa di impedenza pò esse calculata cum’è △ Z / Z1 ≤ 10%. Cum’è probabilmente sapete, l’indicatore tipicu di impedenza nantu à una tavula hè +/- 10%, è questu hè a causa radice.

Se u cambiamentu di impedenza si verifica una sola volta, cume quandu a larghezza di a linea cambia da 8mil à 6mil è rimane 6mil, u cambiamentu di impedenza deve esse menu di 10% per ghjunghje à u requisitu di u budget di rumore chì u signale riflette u rumu à u cambiamentu bruscu ùn supere micca u 5% di u swing di tensione. Questu hè qualchì volta difficiule da fà. Pigliate u casu di e linee microstrip nantu à e placche FR4 per esempiu. Calculemu. Se a larghezza di a linea hè 8mil, u spessore trà a linea è u pianu di riferimentu hè 4mil è l’impedenza caratteristica hè 46.5 ohm. Quandu a larghezza di a linea cambia in 6mil, l’impedenza caratteristica diventa 54.2 ohm, è a percentuale di cambiamento di impedenza raggiunge il 20%. L’ampiezza di u signale riflessu deve supera u standard. In quantu à quantu impattu annantu à u signale, ma ancu cù u tempu di risurrezzione di u signale è u ritardu di tempu da u cunduttore à u signale di u puntu di riflessione. Ma hè almenu un puntu di prublema potenziale. Fortunatamente, pudete risolve u prublema cù l’impedenza chì currisponde à i terminali.

Se u cambiamentu di impedenza accade duie volte, per esempiu, a larghezza di a linea cambia da 8mil à 6mil, è poi cambia torna à 8mil dopu avè tiratu 2cm. Dopu in 2cm di lunghezza 6mil di linea larga à e duie estremità di a riflessione, unu hè l’impedenza diventa più grande, riflessione positiva, è poi l’impedenza diventa più chjuca, riflessione negativa. Se u tempu trà e riflessioni hè abbastanza cortu, e duie riflessioni ponu annullassi, riducendu l’effettu. Assumendu chì u signale di trasmissione hè 1V, 0.2V hè riflessu in a prima riflessione positiva, 1.2V hè trasmessu in avanti, è -0.2 * 1.2 = 0.24V hè riflessu in a seconda riflessione. Assumendu chì a lunghezza di a linea 6mil sia estremamente corta è chì e duie riflessioni accadenu quasi simultaneamente, a tensione riflessa totale hè solu 0.04V, menu di u requisitu di u budget di rumore di 5%. Dunque, sì è quantu sta riflessione affetta u segnale dipende da u ritardu di tempu à u cambiamentu di impedenza è da u tempu di risalita di u signale. Studi è esperimenti mostranu chì, finu à chì u ritardu à u cambiamentu di impedenza sia menu di u 20% di u tempu di risurrezzione di u signale, u signale riflessu ùn causerà micca un prublema. Se u tempu di risurrezzione di u signale hè 1ns, allora u ritardu à u cambiamentu di impedanza hè menu di 0.2ns currisponde à 1.2 pollici, è a riflessione ùn hè micca un prublema. In altre parolle, in questu casu, una lunghezza di filu largu di 6mil di menu di 3cm ùn deve micca esse un prublema.

Quandu a larghezza di u filu di u PCB cambia, deve esse attentamente analizzata secondu a situazione attuale per vede s’ellu ci hè un impattu. Ci hè trè parametri da preoccupassi: quantu cambia l’impedenza, quantu dura u tempu di salita di u signale, è quantu cambia a parte simile à u collu di a larghezza di a linea. Fate una stima approssimativa basata annantu à u metudu sopra citatu è lasciate qualchì margine secondu. Sè pussibule, pruvate à riduce a lunghezza di u collu.

Ci hè da nutà chì in l’elaborazione attuale di PCB, i parametri ùn ponu micca esse esatti cum’è quelli in teoria. A teoria pò furnisce una guida per u nostru cuncepimentu, ma ùn pò micca esse copiata o dogmatica. Dopu tuttu, questa hè una scienza pratica. U valore stimatu deve esse rivedutu secondu a situazione attuale, è poi applicatu à u cuncepimentu. Se vi sentite inespertu, siate cunservatore è adattatevi à u costu di a fabricazione.