A PCB vonal szélességének megváltozása okozta visszaverődést

In PCB gyakran előfordul, hogy vékonyabb vonalat kell használni azon a területen, ahol korlátozott a bekötési hely, majd a vezetéket visszaállítják eredeti szélességébe. A vonal szélességének változása az impedancia megváltozását okozza, ami tükröződést és a jelet befolyásolja. Tehát mikor hagyhatjuk figyelmen kívül ezt a hatást, és mikor kell figyelembe venni annak hatását?

ipcb

Három tényező kapcsolódik ehhez a hatáshoz: az impedanciaváltozás nagysága, a jel emelkedési ideje és a jel késése egy keskeny vonalon.

Először az impedanciaváltozás nagyságát tárgyaljuk. Sok áramkör kialakítása megköveteli, hogy a visszavert zaj kisebb legyen a feszültségingadozás 5% -ánál (ami a jel zajköltségvetésével függ össze), a visszaverődési együttható képlet szerint:

Az impedancia hozzávetőleges változási üteme △ Z/Z1 ≤ 10%. Mint valószínűleg tudja, az impedancia tipikus mutatója a táblán +/- 10%, és ez a kiváltó ok.

Ha az impedanciaváltozás csak egyszer következik be, például amikor a vonal szélessége 8 milliméterről 6 milliméterre változik, és továbbra is 6 milliméter, akkor az impedanciaváltozásnak 10% -nál kisebbnek kell lennie ahhoz, hogy elérje a zajköltségvetési követelményt, amely szerint a jel a hirtelen változáskor visszaveri a zajt nem haladhatja meg a feszültségingadozás 5% -át. Ezt néha nehéz megtenni. Vegyük példának az FR4 lemezeken található mikroszalag vonalakat. Számoljunk. Ha a vonal szélessége 8 milliméter, akkor a vonal és a referenciasík közötti vastagság 4 milliméter, a jellemző impedancia pedig 46.5 ohm. Amikor a vonal szélessége 6 milliméterre változik, a jellemző impedancia 54.2 ohm lesz, és az impedancia változási arány eléri a 20%-ot. A visszavert jel amplitúdójának meg kell haladnia a szabványt. Ami a jelre gyakorolt ​​hatást illeti, de a jel emelkedési idejével és a sofőr és a visszaverődési pont jel közötti késleltetéssel is. De ez legalább egy lehetséges problémás hely. Szerencsére az impedancia illesztő terminálokkal megoldhatja a problémát.

Ha például az impedanciaváltozás kétszer történik, akkor a vonal szélessége 8 milliméterről 6 milliméterre változik, majd 8 centiméter kihúzása után visszaáll 2 milliméterre. Ezután a tükröződés két végén lévő 2 cm hosszú, 6 milliméter széles vonalban az egyik az impedancia, a pozitív visszaverődés, majd az impedancia kisebb lesz, a negatív visszaverődés. Ha a tükröződések közötti idő elég rövid, a két visszaverődés kiolthatja egymást, csökkentve a hatást. Feltételezve, hogy az átviteli jel 1V, 0.2V tükröződik az első pozitív visszaverődésben, 1.2V továbbítódik előre, és -0.2*1.2 = 0.24V tükröződik vissza a második tükröződésben. Feltételezve, hogy a 6mil vezeték hossza rendkívül rövid, és a két visszaverődés szinte egyidejűleg következik be, a teljes visszavert feszültség csak 0.04V, kevesebb, mint az 5%-os zajköltség -igény. Ezért, hogy ez a visszaverődés befolyásolja -e a jelet és mennyire, befolyásolja az impedanciaváltozás időkésleltetését és a jel emelkedési idejét. Tanulmányok és kísérletek azt mutatják, hogy mindaddig, amíg az impedanciaváltozás késése kevesebb, mint a jel emelkedési idejének 20% -a, a visszavert jel nem okoz problémát. Ha a jel emelkedési ideje 1ns, akkor az impedanciaváltozás késése kisebb, mint 0.2ns, ami 1.2 hüvelyknek felel meg, és a visszaverődés nem jelent problémát. Más szóval, ebben az esetben a 6 milliméter széles, 3 cm -nél kisebb huzalhossz nem okozhat problémát.

Amikor a NYÁK huzalozási szélessége megváltozik, alaposan elemezni kell a tényleges helyzetnek megfelelően, hogy kiderüljön, van -e hatás. Három paraméterrel kell aggódni: mennyire változik az impedancia, mennyi ideig tart a jel emelkedési ideje, és mennyi ideig változik a vonalszélesség nyaki része. A fenti módszer alapján végezzen durva becslést, és hagyjon megfelelő tartalékot. Ha lehetséges, próbálja csökkenteni a nyak hosszát.

Fel kell hívni a figyelmet arra, hogy a tényleges PCB -feldolgozás során a paraméterek nem lehetnek olyan pontosak, mint az elméleti paraméterek. Az elmélet útmutatást adhat a tervezéshez, de nem másolható vagy dogmatikus. Végül is ez egy gyakorlati tudomány. A becsült értéket felül kell vizsgálni a tényleges helyzetnek megfelelően, majd alkalmazni kell a tervre. Ha tapasztalatlannak érzi magát, legyen konzervatív, és igazodjon a gyártási költségekhez.