In PCB سیم کشی ، اغلب اتفاق می افتد که برای عبور از منطقه ای که فضای سیم کشی محدود است ، باید از یک خط باریک تر استفاده شود و سپس خط به عرض اولیه بازگردد. تغییر در عرض خط باعث تغییر امپدانس می شود که منجر به بازتاب و تأثیر سیگنال می شود. بنابراین چه زمانی می توانیم این تأثیر را نادیده بگیریم و چه زمانی باید اثر آن را در نظر بگیریم؟

سه عامل به این تأثیر مربوط می شود: میزان تغییر امپدانس ، زمان افزایش سیگنال و تاخیر سیگنال در یک خط باریک.

ابتدا ، میزان تغییر امپدانس مورد بحث قرار می گیرد. طراحی بسیاری از مدارها مستلزم آن است که نویز منعکس شده کمتر از 5 درصد نوسان ولتاژ (که مربوط به بودجه نویز در سیگنال است) باشد ، طبق فرمول ضریب بازتاب:

نرخ تغییر تقریبی امپدانس را می توان 1 ≤ Z/Z10 محاسبه کرد. همانطور که احتمالاً می دانید ، شاخص معمولی امپدانس روی برد +/- 10 is است و این دلیل اصلی است.

اگر تغییر امپدانس فقط یکبار رخ دهد ، مانند زمانی که عرض خط از 8mil به 6mil تغییر می کند و 6mil باقی می ماند ، تغییر امپدانس باید کمتر از 10 باشد تا به بودجه نویز برسد که سیگنال نویز را در تغییر ناگهانی منعکس می کند. بیش از 5 of نوسان ولتاژ نباشد. انجام این کار گاهی سخت است. مثال خطوط میکرواستریپ در صفحات FR4 را در نظر بگیرید. بیایید محاسبه کنیم. اگر عرض خط 8mil باشد ، ضخامت بین خط و صفحه مرجع 4mil و امپدانس مشخصه 46.5 اهم است. هنگامی که عرض خط به 6 میلی متر تغییر می کند ، امپدانس مشخصه 54.2 اهم می شود و نرخ تغییر امپدانس به 20 درصد می رسد. دامنه سیگنال منعکس شده باید بیش از حد استاندارد باشد. در مورد میزان تأثیر سیگنال ، بلکه زمان افزایش سیگنال و تأخیر زمانی از راننده به سیگنال نقطه بازتاب. اما این حداقل یک مشکل احتمالی است. خوشبختانه می توانید مشکل را با پایانه های تطبیق امپدانس حل کنید.

اگر تغییر امپدانس دو بار اتفاق بیفتد ، به عنوان مثال ، عرض خط از 8mil به 6mil تغییر می کند و پس از بیرون کشیدن 8cm دوباره به 2mil تغییر می کند. سپس در خطی به طول 2 سانتی متر و عرض 6 میلی متر در دو انتهای بازتاب ، یکی این است که امپدانس بزرگتر می شود ، بازتاب مثبت ، و سپس امپدانس کوچکتر می شود ، بازتاب منفی. اگر زمان بین بازتاب ها به اندازه کافی کوتاه باشد ، این دو بازتاب ممکن است یکدیگر را لغو کرده و اثر را کاهش دهند. با فرض اینکه سیگنال انتقال 1V است ، 0.2V در اولین بازتاب مثبت منعکس می شود ، 1.2V به جلو منتقل می شود و -0.2*1.2 = 0.24V در بازتاب دوم منعکس می شود. با فرض این که طول خط 6 میلی لیتر بسیار کوتاه است و دو بازتاب تقریباً همزمان رخ می دهند ، ولتاژ کل منعکس شده تنها 0.04 ولت است ، کمتر از نیاز بودجه سر و صدا 5. بنابراین این که آیا این بازتاب روی سیگنال تأثیر می گذارد یا خیر بستگی به تاخیر زمانی در تغییر امپدانس و زمان افزایش سیگنال دارد. مطالعات و آزمایشات نشان می دهد تا زمانی که تاخیر در تغییر امپدانس کمتر از 20 درصد زمان افزایش سیگنال باشد ، سیگنال منعکس شده مشکلی ایجاد نمی کند. اگر زمان افزایش سیگنال 1ns باشد ، تاخیر در تغییر امپدانس کمتر از 0.2ns مربوط به 1.2 اینچ است و بازتاب مشکلی ندارد. به عبارت دیگر ، در این مورد ، طول سیم 6 میلی متری کمتر از 3 سانتی متر نباید مشکلی ایجاد کند.

هنگامی که عرض سیم کشی PCB تغییر می کند ، باید با توجه به وضعیت واقعی آن را به دقت تجزیه و تحلیل کنید تا ببینید که آیا ضربه ای وجود دارد یا خیر. سه پارامتر وجود دارد که باید نگران آنها باشید: میزان امپدانس چقدر تغییر می کند ، مدت زمان افزایش سیگنال چقدر است و مدت زمانی که قسمت گردن مانند عرض خط تغییر می کند. برآورد تقریبی را بر اساس روش فوق انجام دهید و در صورت لزوم مقداری حاشیه بگذارید. در صورت امکان ، سعی کنید طول گردن را کاهش دهید.

لازم به ذکر است که در پردازش PCB واقعی ، پارامترها نمی توانند مانند پارامترهای نظری دقیق باشند. نظریه می تواند راهنمای طراحی ما باشد ، اما نمی توان آن را کپی یا جزمی کرد. به هر حال ، این یک علم عملی است. مقدار برآورد شده باید با توجه به وضعیت واقعی تجدید نظر شود و سپس در طرح اعمال شود. اگر احساس می کنید بی تجربه هستید ، محافظه کار باشید و با هزینه تولید سازگار شوید.