In PCB câblage, il arrive souvent qu’une ligne plus fine doive être utilisée pour traverser une zone où l’espace de câblage est limité, puis la ligne retrouve sa largeur d’origine. Une modification de la largeur de la ligne entraînera une modification de l’impédance, ce qui entraînera une réflexion et affectera le signal. Alors, quand pouvons-nous ignorer cet effet, et quand devons-nous considérer son effet ?

Trois facteurs sont liés à cet effet : l’amplitude du changement d’impédance, le temps de montée du signal et le retard du signal sur une ligne étroite.

Tout d’abord, l’amplitude du changement d’impédance est discutée. La conception de nombreux circuits nécessite que le bruit réfléchi soit inférieur à 5% de l’oscillation de tension (qui est liée au bilan de bruit sur le signal), selon la formule du coefficient de réflexion :

Le taux de variation approximatif de l’impédance peut être calculé comme suit : △Z/Z1 10 %. Comme vous le savez probablement, l’indicateur typique d’impédance sur une carte est de +/-10 %, et c’est la cause première.

Si le changement d’impédance ne se produit qu’une seule fois, par exemple lorsque la largeur de ligne passe de 8 mil à 6 mil et reste de 6 mil, le changement d’impédance doit être inférieur à 10 % afin d’atteindre l’exigence de budget de bruit que le signal reflète le bruit lors du changement brusque. ne pas dépasser 5% de l’oscillation de tension. C’est parfois difficile à faire. Prenons par exemple le cas des lignes microruban sur plaques FR4. Calculons. Si la largeur de ligne est de 8 mil, l’épaisseur entre la ligne et le plan de référence est de 4 mil et l’impédance caractéristique est de 46.5 ohms. Lorsque la largeur de ligne passe à 6 mil, l’impédance caractéristique devient 54.2 ohms et le taux de changement d’impédance atteint 20 %. L’amplitude du signal réfléchi doit dépasser la norme. Quant à l’impact sur le signal, mais aussi avec le temps de montée du signal et le délai entre le conducteur et le signal du point de réflexion. Mais c’est au moins un problème potentiel. Heureusement, vous pouvez résoudre le problème avec des bornes d’adaptation d’impédance.

Si le changement d’impédance se produit deux fois, par exemple, la largeur de ligne passe de 8 mil à 6 mil, puis revient à 8 mil après avoir retiré 2 cm. Ensuite, dans une ligne de 2 cm de long et 6 mil de large aux deux extrémités de la réflexion, l’une est l’impédance devient plus grande, réflexion positive, puis l’impédance devient plus petite, réflexion négative. Si le temps entre les réflexions est suffisamment court, les deux réflexions peuvent s’annuler, réduisant l’effet. En supposant que le signal de transmission est de 1 V, 0.2 V est réfléchi dans la première réflexion positive, 1.2 V est transmis vers l’avant et -0.2 * 1.2 = 0.24 V est réfléchi dans la deuxième réflexion. En supposant que la longueur de la ligne de 6 mil est extrêmement courte et que les deux réflexions se produisent presque simultanément, la tension totale réfléchie n’est que de 0.04 V, soit moins que l’exigence de budget de bruit de 5 %. Par conséquent, si et dans quelle mesure cette réflexion affecte le signal, dépend du délai au changement d’impédance et du temps de montée du signal. Des études et des expériences montrent que tant que le retard au changement d’impédance est inférieur à 20 % du temps de montée du signal, le signal réfléchi ne posera pas de problème. Si le temps de montée du signal est de 1 ns, alors le retard au changement d’impédance est inférieur à 0.2 n correspondant à 1.2 pouces, et la réflexion n’est pas un problème. En d’autres termes, dans ce cas, une longueur de fil de 6 mil de large inférieure à 3 cm ne devrait pas être un problème.

Lorsque la largeur du câblage PCB change, elle doit être soigneusement analysée en fonction de la situation réelle pour voir s’il y a un impact. Il y a trois paramètres à prendre en compte : combien l’impédance change, combien de temps le temps de montée du signal et combien de temps la partie en forme de col de la largeur de ligne change. Faites une estimation approximative basée sur la méthode ci-dessus et laissez une marge le cas échéant. Si possible, essayez de réduire la longueur du cou.

Il convient de souligner que dans le traitement réel des PCB, les paramètres ne peuvent pas être aussi précis que ceux en théorie. La théorie peut guider notre conception, mais elle ne peut pas être copiée ou dogmatique. Après tout, c’est une science pratique. La valeur estimée doit être révisée en fonction de la situation réelle, puis appliquée à la conception. Si vous vous sentez inexpérimenté, soyez prudent et adaptez-vous au coût de fabrication.