In PCB juhtmestiku puhul juhtub sageli, et ala, kus on piiratud juhtmestik, läbimiseks tuleb kasutada õhemat joont ja seejärel taastatakse liin esialgse laiusega. Joone laiuse muutus põhjustab impedantsi muutuse, mis toob kaasa peegelduse ja mõjutab signaali. Millal me saame seda mõju ignoreerida ja millal peame selle mõju arvestama?

Selle efektiga on seotud kolm tegurit: impedantsi muutuse suurus, signaali tõusuaeg ja signaali viivitus kitsal joonel.

Esiteks arutatakse impedantsi muutuse ulatust. Paljude vooluahelate ülesehitus eeldab, et peegelduskoefitsiendi valemi kohaselt peegeldub müra vähem kui 5% pinge kõikumisest (mis on seotud signaali müraeelarvega):

Impedantsi ligikaudset muutumiskiirust saab arvutada kui △ Z/Z1 ≤ 10%. Nagu te ilmselt teate, on tüüpiline impedantsi näitaja plaadil +/- 10%ja see on algpõhjus.

Kui takistus muutub ainult üks kord, näiteks kui joone laius muutub 8 millilt 6 millile ja jääb 6 millile, peab impedantsi muutus olema väiksem kui 10%, et täita müra eelarve nõue, mida signaal peegeldab järsu muutuse korral mitte üle 5% pinge kõikumisest. Seda on mõnikord raske teha. Võtke näiteks FR4 plaatidel olevate mikrolibade joonte juhtum. Arvutame. Kui joone laius on 8mil, on joone ja võrdlustasandi vaheline paksus 4mil ja iseloomulik takistus 46.5 oomi. Kui joone laius muutub 6mil, muutub iseloomulikuks takistuseks 54.2 oomi ja impedantsi muutumise kiirus ulatub 20%-ni. Peegeldunud signaali amplituud peab ületama standardi. Mis puutub sellesse, kui suur mõju on signaalile, aga ka signaali tõusuajaga ja aja viivitusega juhilt peegelduspunkti signaalini. Kuid see on vähemalt potentsiaalne probleemkoht. Õnneks saate probleemi lahendada impedantsi sobitamise terminalidega.

Kui takistuse muutus toimub näiteks kaks korda, muutub joone laius 8 millilt 6 millile ja muutub pärast 8 cm väljatõmbamist tagasi 2 millile. Siis 2 cm pikkuse 6 millimeetri laiuse joonega peegelduse kahes otsas muutub impedants suuremaks, positiivne peegeldus ja seejärel takistus väiksemaks, negatiivne peegeldus. Kui peegelduste vaheline aeg on piisavalt lühike, võivad need kaks peegeldust üksteist tühistada, vähendades efekti. Eeldusel, et ülekandesignaal on 1V, kajastub esimeses positiivses peegelduses 0.2V, edasi edastatakse 1.2V ja teises peegelduses -0.2*1.2 = 0.24V. Eeldades, et 6mil liini pikkus on äärmiselt lühike ja kaks peegeldust toimuvad peaaegu samaaegselt, on kogu peegeldatud pinge vaid 0.04V, mis on väiksem kui müra eelarve nõue 5%. Seetõttu sõltub sellest, kas ja kui palju see peegeldus signaali mõjutab, impedantsi muutumise ajast ja signaali tõusuajast. Uuringud ja katsed näitavad, et kuni impedantsimuutuse viivitus on väiksem kui 20% signaali tõusuajast, ei tekita peegeldunud signaal probleeme. Kui signaali tõusuaeg on 1ns, on impedantsimuutuse viivitus väiksem kui 0.2ns, mis vastab 1.2 tollile, ja peegeldus pole probleem. Teisisõnu, sel juhul ei tohiks 6 mm laiune traadi pikkus alla 3 cm olla probleem.

Kui trükkplaadi juhtmestiku laius muutub, tuleb seda vastavalt tegelikule olukorrale hoolikalt analüüsida, et näha, kas sellel on mõju. Muretsemiseks on kolm parameetrit: kui palju impedants muutub, kui kaua signaali tõusuaeg ja kui kaua joone laiuse kaelaosa muutub. Tehke ligikaudne hinnang ülaltoodud meetodi põhjal ja jätke vajaduse korral veidi varu. Võimalusel proovige kaela pikkust vähendada.

Tuleb märkida, et tegelikul PCB töötlemisel ei saa parameetrid olla nii täpsed kui teoreetilised. Teooria võib anda juhiseid meie disaini jaoks, kuid seda ei saa kopeerida ega dogmaatiline. Lõppude lõpuks on see praktiline teadus. Hinnanguline väärtus tuleks vastavalt tegelikule olukorrale üle vaadata ja seejärel kujundusele rakendada. Kui tunnete end kogenematuna, olge konservatiivne ja kohanduge tootmiskuludega.