In PCB cableado, a menudo sucede que se debe usar una línea más delgada para pasar a través de un área donde hay un espacio de cableado limitado, y luego la línea se restaura a su ancho original. Un cambio en el ancho de la línea provocará un cambio en la impedancia, lo que resultará en una reflexión y afectará la señal. Entonces, ¿cuándo podemos ignorar este efecto y cuándo debemos considerar su efecto?

Tres factores están relacionados con este efecto: la magnitud del cambio de impedancia, el tiempo de subida de la señal y el retraso de la señal en una línea estrecha.

Primero, se discute la magnitud del cambio de impedancia. El diseño de muchos circuitos requiere que el ruido reflejado sea menor al 5% de la oscilación de voltaje (que está relacionado con el balance de ruido en la señal), de acuerdo con la fórmula del coeficiente de reflexión:

La tasa de cambio aproximada de impedancia se puede calcular como △ Z / Z1 ≤ 10%. Como probablemente sepa, el indicador típico de impedancia en una placa es +/- 10%, y esa es la causa raíz.

Si el cambio de impedancia ocurre solo una vez, como cuando el ancho de línea cambia de 8 mil a 6 mil y permanece 6 mil, el cambio de impedancia debe ser menor al 10% para alcanzar el requisito de presupuesto de ruido que la señal reflejada en el cambio abrupto. no exceda el 5% de la oscilación de voltaje. A veces, esto es difícil de hacer. Tomemos como ejemplo el caso de las líneas de microcinta en placas FR4. Calculemos. Si el ancho de la línea es de 8 mil, el grosor entre la línea y el plano de referencia es de 4 mil y la impedancia característica es de 46.5 ohmios. Cuando el ancho de línea cambia a 6 mil, la impedancia característica se convierte en 54.2 ohmios y la tasa de cambio de impedancia alcanza el 20%. La amplitud de la señal reflejada debe exceder el estándar. En cuanto a cuánto impacto en la señal, pero también con el tiempo de subida de la señal y el tiempo de retardo desde el controlador hasta la señal del punto de reflexión. Pero es al menos un problema potencial. Afortunadamente, puede resolver el problema con terminales de adaptación de impedancia.

Si el cambio de impedancia ocurre dos veces, por ejemplo, el ancho de la línea cambia de 8 mil a 6 mil, y luego vuelve a cambiar a 8 mil después de sacar 2 cm. Luego, en una línea de 2 cm de largo y 6 mil de ancho en los dos extremos de la reflexión, una es la impedancia se vuelve más grande, la reflexión positiva, y luego la impedancia se vuelve más pequeña, la reflexión negativa. Si el tiempo entre reflexiones es lo suficientemente corto, las dos reflexiones pueden anularse entre sí, reduciendo el efecto. Suponiendo que la señal de transmisión es 1V, 0.2V se refleja en la primera reflexión positiva, 1.2V se transmite hacia adelante y -0.2 * 1.2 = 0.24V se refleja hacia atrás en la segunda reflexión. Suponiendo que la longitud de la línea de 6 mil es extremadamente corta y las dos reflexiones ocurren casi simultáneamente, el voltaje reflejado total es solo 0.04V, menos que el requisito de balance de ruido del 5%. Por lo tanto, si esta reflexión afecta a la señal y en qué medida depende del tiempo de retardo en el cambio de impedancia y del tiempo de subida de la señal. Los estudios y experimentos muestran que siempre que el retraso en el cambio de impedancia sea inferior al 20% del tiempo de subida de la señal, la señal reflejada no causará ningún problema. Si el tiempo de subida de la señal es 1ns, entonces el retardo en el cambio de impedancia es menor de 0.2ns correspondiente a 1.2 pulgadas, y la reflexión no es un problema. En otras palabras, en este caso, una longitud de cable de 6 milésimas de ancho de menos de 3 cm no debería ser un problema.

Cuando cambia el ancho del cableado de la PCB, debe analizarse cuidadosamente de acuerdo con la situación real para ver si hay algún impacto. Hay tres parámetros de los que preocuparse: cuánto cambia la impedancia, cuánto tiempo aumenta el tiempo de subida de la señal y cuánto cambia la parte similar al cuello del ancho de la línea. Haga una estimación aproximada basada en el método anterior y deje un margen según corresponda. Si es posible, intente reducir la longitud del cuello.

Cabe señalar que en el procesamiento real de PCB, los parámetros no pueden ser tan precisos como en teoría. La teoría puede proporcionar una guía para nuestro diseño, pero no puede copiarse ni ser dogmática. Después de todo, esta es una ciencia práctica. El valor estimado debe revisarse de acuerdo con la situación real y luego aplicarse al diseño. Si no tiene experiencia, sea conservador y ajústese al costo de fabricación.