In PCB elektroinstalācijas, bieži gadās, ka jāizmanto plānāka līnija, lai izietu cauri vietai, kurā ir ierobežota elektroinstalācijas vieta, un pēc tam līnija tiek atjaunota sākotnējā platumā. Līnijas platuma maiņa izraisīs pretestības izmaiņas, kas izraisīs atstarošanos un ietekmēs signālu. Tātad, kad mēs varam ignorēt šo efektu un kad mums ir jāapsver tā ietekme?

Ar šo efektu ir saistīti trīs faktori: pretestības maiņas lielums, signāla pieauguma laiks un signāla aizkavēšanās šaurā līnijā.

Pirmkārt, tiek apspriesta pretestības izmaiņu apjoms. Daudzu ķēžu konstrukcija prasa, lai atstarotais troksnis būtu mazāks par 5% no sprieguma svārstībām (kas saistīts ar signāla trokšņa budžetu) saskaņā ar atstarošanas koeficienta formulu:

Aptuveno pretestības izmaiņu ātrumu var aprēķināt kā △ Z/Z1 ≤ 10%. Kā jūs droši vien zināt, tipiskais pretestības rādītājs uz tāfeles ir +/- 10%, un tas ir galvenais cēlonis.

Ja pretestības maiņa notiek tikai vienu reizi, piemēram, ja līnijas platums mainās no 8 milm uz 6 milil un paliek 6 mili, pretestības maiņai jābūt mazākai par 10%, lai sasniegtu trokšņa budžeta prasību, ko signāls atspoguļo troksnī pie pēkšņām izmaiņām nepārsniedz 5% no sprieguma svārstībām. To dažreiz ir grūti izdarīt. Kā piemēru ņemiet piemēru ar mikrolīniju līnijām uz FR4 plāksnēm. Aprēķināsim. Ja līnijas platums ir 8mil, biezums starp līniju un atskaites plakni ir 4mil, un raksturīgā pretestība ir 46.5 omi. Kad līnijas platums mainās uz 6mil, raksturīgā pretestība kļūst par 54.2 omi, un pretestības maiņas ātrums sasniedz 20%. Atspoguļotā signāla amplitūdai ir jāpārsniedz standarts. Attiecībā uz to, cik liela ietekme uz signālu, bet arī ar signāla pieauguma laiku un laika aizkavi no vadītāja līdz atstarošanas punkta signālam. Bet tā ir vismaz iespējama problēmu vieta. Par laimi, jūs varat atrisināt problēmu, izmantojot pretestības atbilstības termināļus.

Piemēram, ja pretestības maiņa notiek divas reizes, līnijas platums mainās no 8 milim uz 6 mililiem un pēc 8 cm izvilkšanas atkal mainās uz 2 mililiem. Tad 2 cm garā 6 milimetru platajā līnijā abos atstarošanas galos viens ir pretestība kļūst lielāka, pozitīvs atstarojums, un tad pretestība kļūst mazāka, negatīva. Ja laiks starp atstarojumiem ir pietiekami īss, abi atstarojumi var atcelt viens otru, samazinot efektu. Pieņemot, ka pārraides signāls ir 1V, pirmajā pozitīvajā atspulgā tiek atspoguļots 0.2V, uz priekšu tiek pārraidīts 1.2V, bet otrajā –0.2*1.2 = 0.24V. Pieņemot, ka 6mil līnijas garums ir ārkārtīgi īss un abas atstarošanās notiek gandrīz vienlaicīgi, kopējais atstarotais spriegums ir tikai 0.04V, kas ir mazāks par trokšņa budžeta prasību 5%. Tāpēc tas, vai un cik lielā mērā šī atstarošana ietekmē signālu, ir atkarīgs no laika aiztures pretestības maiņā un signāla pieauguma laika. Pētījumi un eksperimenti rāda, ka tik ilgi, kamēr kavēšanās pie pretestības izmaiņām ir mazāka par 20% no signāla pieauguma laika, atstarotais signāls neradīs problēmas. Ja signāla pieauguma laiks ir 1ns, tad kavēšanās pie pretestības izmaiņām ir mazāka par 0.2ns, kas atbilst 1.2 collas, un atstarošana nav problēma. Citiem vārdiem sakot, šajā gadījumā 6 milimetru plata stieples garumam, kas mazāks par 3 cm, nevajadzētu radīt problēmas.

Kad PCB vadu platums mainās, tas rūpīgi jāanalizē atbilstoši faktiskajai situācijai, lai redzētu, vai ir kāda ietekme. Ir jāuztraucas par trim parametriem: cik ļoti mainās pretestība, cik ilgs ir signāla pacelšanās laiks un cik ilgi mainās kakla līdzīgā līnijas platuma daļa. Veiciet aptuvenu novērtējumu, pamatojoties uz iepriekš minēto metodi, un pēc vajadzības atstājiet nelielu rezervi. Ja iespējams, mēģiniet samazināt kakla garumu.

Jāatzīmē, ka faktiskajā PCB apstrādē parametri nevar būt tik precīzi kā teorētiski. Teorija var sniegt norādījumus mūsu dizainam, taču to nevar kopēt vai dogmatiski. Galu galā šī ir praktiska zinātne. Aprēķinātā vērtība jāpārskata atbilstoši faktiskajai situācijai un pēc tam jāpiemēro projektam. Ja jūtaties nepieredzējis, esiet konservatīvs un pielāgojieties ražošanas izmaksām.