In PCB pengkabelan, sering terjadi bahwa jalur yang lebih tipis harus digunakan untuk melewati area di mana ada ruang pengkabelan yang terbatas, dan kemudian jalur tersebut dikembalikan ke lebar aslinya. Perubahan lebar saluran akan menyebabkan perubahan impedansi, yang akan menghasilkan refleksi dan mempengaruhi sinyal. Jadi kapan kita bisa mengabaikan efek ini, dan kapan kita harus mempertimbangkan efeknya?

Tiga faktor terkait dengan efek ini: besarnya perubahan impedansi, waktu naik sinyal, dan penundaan sinyal pada saluran sempit.

Pertama, besarnya perubahan impedansi dibahas. Desain banyak sirkuit mengharuskan kebisingan yang dipantulkan kurang dari 5% dari ayunan tegangan (yang terkait dengan anggaran kebisingan pada sinyal), sesuai dengan rumus koefisien refleksi:

Perkiraan tingkat perubahan impedansi dapat dihitung sebagai Z/Z1 10%. Seperti yang mungkin Anda ketahui, indikator khas impedansi pada papan adalah +/-10%, dan itulah akar masalahnya.

Jika perubahan impedansi hanya terjadi sekali, seperti ketika lebar saluran berubah dari 8mil ke 6mil dan tetap 6mil, perubahan impedansi harus kurang dari 10% untuk mencapai persyaratan anggaran kebisingan bahwa sinyal yang dipantulkan kebisingan pada perubahan mendadak tidak tidak melebihi 5% dari ayunan tegangan. Hal ini terkadang sulit dilakukan. Ambil kasus garis mikrostrip pada pelat FR4 sebagai contoh. Mari kita hitung. Jika lebar saluran adalah 8 mil, ketebalan antara saluran dan bidang referensi adalah 4 mil dan impedansi karakteristik adalah 46.5 ohm. Ketika lebar saluran berubah menjadi 6mil, impedansi karakteristik menjadi 54.2 ohm, dan tingkat perubahan impedansi mencapai 20%. Amplitudo sinyal yang dipantulkan harus melebihi standar. Adapun seberapa besar pengaruhnya pada sinyal, tetapi juga dengan waktu naik sinyal dan waktu tunda dari pengemudi ke titik refleksi sinyal. Tapi itu setidaknya tempat masalah potensial. Untungnya, Anda dapat memecahkan masalah dengan terminal pencocokan impedansi.

Jika perubahan impedansi terjadi dua kali, misalnya, lebar saluran berubah dari 8mil menjadi 6mil, dan kemudian berubah kembali menjadi 8mil setelah menarik keluar 2cm. Kemudian pada garis panjang 2cm lebar 6mil di kedua ujung refleksi, salah satunya adalah impedansi menjadi lebih besar, refleksi positif, dan kemudian impedansi menjadi lebih kecil, refleksi negatif. Jika waktu antara pemantulan cukup pendek, kedua pemantulan dapat saling meniadakan, sehingga mengurangi efeknya. Dengan asumsi bahwa sinyal transmisi adalah 1V, 0.2V tercermin dalam refleksi positif pertama, 1.2V ditransmisikan ke depan, dan -0.2*1.2 = 0.24V dipantulkan kembali dalam refleksi kedua. Dengan asumsi bahwa panjang saluran 6mil sangat pendek dan dua pantulan terjadi hampir bersamaan, tegangan pantul total hanya 0.04V, kurang dari kebutuhan anggaran kebisingan 5%. Oleh karena itu, apakah dan seberapa besar refleksi ini mempengaruhi sinyal tergantung pada waktu tunda pada perubahan impedansi dan waktu naik sinyal. Studi dan eksperimen menunjukkan bahwa selama penundaan pada perubahan impedansi kurang dari 20% dari waktu naik sinyal, sinyal yang dipantulkan tidak akan menimbulkan masalah. Jika waktu naik sinyal adalah 1ns, maka penundaan pada perubahan impedansi kurang dari 0.2ns sesuai dengan 1.2 inci, dan refleksi tidak menjadi masalah. Dengan kata lain, dalam hal ini, panjang kawat lebar 6mil kurang dari 3cm seharusnya tidak menjadi masalah.

Ketika lebar kabel PCB berubah, itu harus dianalisis dengan cermat sesuai dengan situasi aktual untuk melihat apakah ada dampak. Ada tiga parameter yang perlu diperhatikan: seberapa besar perubahan impedansi, berapa lama waktu naik sinyal, dan berapa lama bagian seperti leher dari lebar saluran berubah. Buat perkiraan kasar berdasarkan metode di atas dan sisakan margin yang sesuai. Jika memungkinkan, cobalah untuk mengurangi panjang leher.

Harus ditunjukkan bahwa dalam pemrosesan PCB yang sebenarnya, parameter tidak dapat seakurat yang ada dalam teori. Teori dapat memberikan panduan untuk desain kami, tetapi tidak dapat disalin atau dogmatis. Bagaimanapun, ini adalah ilmu praktis. Nilai perkiraan harus direvisi sesuai dengan situasi aktual, dan kemudian diterapkan pada desain. Jika Anda merasa tidak berpengalaman, bersikaplah konservatif dan sesuaikan dengan biaya pembuatan.