In PCB cableado, a miúdo ocorre que se debe usar unha liña máis delgada para pasar por unha zona onde o espazo de cableado é limitado e, a continuación, a liña recupérase ao seu ancho orixinal. Un cambio no ancho da liña provocará un cambio na impedancia, o que provocará unha reflexión e afectará o sinal. Entón, cando podemos ignorar este efecto e cando debemos considerar o seu efecto?

Tres factores están relacionados con este efecto: a magnitude do cambio de impedancia, o tempo de subida do sinal e o atraso do sinal nunha liña estreita.

En primeiro lugar, discútese a magnitude do cambio de impedancia. O deseño de moitos circuítos require que o ruído reflectido sexa inferior ao 5% do balance de tensión (que está relacionado co orzamento de ruído no sinal), segundo a fórmula do coeficiente de reflexión:

A taxa de cambio aproximada da impedancia pódese calcular como △ Z / Z1 ≤ 10%. Como probablemente saiba, o indicador típico de impedancia nunha placa é de +/- 10%, e esa é a causa fundamental.

Se o cambio de impedancia ocorre só unha vez, como cando o ancho da liña cambia de 8 a 6 e permanece a 6, o cambio de impedancia debe ser inferior ao 10% para acadar o requirimento de orzamento de ruído que o sinal reflectido no ruído se produce. non exceda o 5% do balance de tensión. Ás veces é difícil de facer. Tomemos como exemplo o caso das liñas de microtiras nas placas FR4. Calculemos. Se o ancho da liña é de 8 mil, o espesor entre a liña e o plano de referencia é de 4 mil e a impedancia característica é de 46.5 ohmios. Cando o ancho da liña cambia a 6 mil, a impedancia característica pasa a ser de 54.2 ohmios e a taxa de cambio de impedancia alcanza o 20%. A amplitude do sinal reflectido debe superar o estándar. En canto a canto impacto sobre o sinal, pero tamén co tempo de subida do sinal e o atraso do condutor ata o sinal do punto de reflexión. Pero é polo menos un problema potencial. Afortunadamente, pode resolver o problema cos terminais de correspondencia de impedancia.

Se o cambio de impedancia ocorre dúas veces, por exemplo, o ancho da liña cambia de 8 a 6 e despois volve a 8 despois de sacar 2 cm. A continuación, nunha liña de 2 cm de longo de 6 milímetros de ancho nos dous extremos da reflexión, unha é a impedancia faise maior, a reflexión positiva e, a continuación, a impedancia faise menor, a reflexión negativa. Se o tempo entre reflexións é suficientemente curto, as dúas reflexións poden cancelarse mutuamente, reducindo o efecto. Supoñendo que o sinal de transmisión é de 1 V, 0.2 V reflíctese na primeira reflexión positiva, 1.2 V transmítese cara adiante e -0.2 * 1.2 = 0.24 V reflíctese de volta na segunda reflexión. Supoñendo que a lonxitude da liña de 6 quilómetros é extremadamente curta e as dúas reflexións ocorren case simultaneamente, a tensión total reflectida é só de 0.04 V, menos que o presuposto de ruído do 5%. Polo tanto, se e canto afecta esta reflexión ao sinal depende do atraso no cambio de impedancia e do tempo de subida do sinal. Estudos e experimentos demostran que mentres o atraso no cambio de impedancia sexa inferior ao 20% do tempo de subida do sinal, o sinal reflectido non causará ningún problema. Se o tempo de subida do sinal é de 1ns, entón o atraso no cambio de impedancia é inferior a 0.2ns correspondente a 1.2 polgadas e a reflexión non é un problema. Noutras palabras, neste caso, unha lonxitude de arame de 6 milímetros de ancho inferior a 3 cm non debería ser un problema.

Cando o ancho do cableado do PCB cambia, debe analizarse coidadosamente segundo a situación real para ver se hai algún impacto. Hai tres parámetros que deben preocuparse: canto cambia a impedancia, canto tempo o tempo de subida do sinal e canto tempo cambia a parte do ancho da liña semellante ao pescozo. Faga unha estimación aproximada baseada no método anterior e deixe unha marxe segundo corresponda. Se é posible, intente reducir a lonxitude do pescozo.

Cómpre salientar que no procesamento real de PCB, os parámetros non poden ser tan precisos como os da teoría. A teoría pode proporcionar orientacións para o noso deseño, pero non pode ser copiada nin dogmática. Ao final, trátase dunha ciencia práctica. O valor estimado debería revisarse de acordo coa situación real e despois aplicalo ao deseño. Se non tes experiencia, sé conservador e axústate ao custo de fabricación.