With the increasing speed of पीसीबी सिग्नल स्विचिंग, आजच्या पीसीबी डिझायनर्सना पीसीबी ट्रेसची प्रतिबाधा समजून घेणे आणि नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. लहान सिग्नल ट्रान्समिशन वेळा आणि आधुनिक डिजिटल सर्किटचे उच्च घड्याळ दर यांच्या अनुरूप, पीसीबी ट्रेसेस आता साधे कनेक्शन नाहीत, तर ट्रान्समिशन लाईन्स आहेत.

पीसीबी प्रतिबाधा कशी नियंत्रित करावी

सराव मध्ये, जेव्हा डिजिटल मार्जिनल स्पीड 1ns किंवा अॅनालॉग फ्रिक्वेन्सी 300Mhz पेक्षा जास्त असेल तेव्हा ट्रेस प्रतिबाधा नियंत्रित करणे आवश्यक आहे. पीसीबी ट्रेसच्या मुख्य पॅरामीटर्सपैकी एक म्हणजे त्याची वैशिष्ट्यपूर्ण प्रतिबाधा (सिग्नल ट्रान्समिशन लाईनच्या बाजूने लाट प्रवास करताना व्होल्टेजचे वर्तमान ते प्रमाण). The characteristic impedance of wire on printed circuit board is an important index of circuit board design, especially in PCB design of high frequency circuit, it must be considered whether the characteristic impedance of wire is consistent with the characteristic impedance required by device or signal. This involves two concepts: impedance control and impedance matching. This paper focuses on impedance control and lamination design.

प्रतिबाधा नियंत्रण

इम्पेडन्स कंट्रोलिंग, सर्किट बोर्डमधील कंडक्टरकडे सर्व प्रकारचे सिग्नल ट्रान्समिशन असेल, ट्रान्समिशन रेट सुधारण्यासाठी आणि त्याची वारंवारता वाढवणे आवश्यक आहे, जर रेषा स्वतःच एचिंग, स्टॅकिंग जाडी, वायर रुंदी आणि इतर विविध घटकांमुळे कारणीभूत असेल प्रतिबाधा मूल्य बदल, सिग्नल विरूपण. म्हणूनच, हाय-स्पीड सर्किट बोर्डवरील कंडक्टरचे प्रतिबाधा मूल्य एका विशिष्ट श्रेणीमध्ये नियंत्रित केले पाहिजे, ज्याला “प्रतिबाधा नियंत्रण” म्हणतात.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. पीसीबी वायरिंगच्या प्रतिबाधावर परिणाम करणारे मुख्य घटक आहेत: तांबे वायरची रुंदी, तांबे वायरची जाडी, माध्यमाची डायलेक्ट्रिक स्थिरता, माध्यमाची जाडी, पॅडची जाडी, ग्राउंड वायरचा मार्ग, वायरिंगभोवती वायरिंग , इ. पीसीबी प्रतिबाधा 25 ते 120 ओम पर्यंत असते.

सराव मध्ये, पीसीबी ट्रान्समिशन लाईनमध्ये सहसा ट्रेस, एक किंवा अधिक संदर्भ स्तर आणि इन्सुलेशन सामग्री असते. ट्रेस आणि स्तर नियंत्रण प्रतिबाधा तयार करतात. पीसीबीएस बहुधा बहुस्तरीय असेल आणि नियंत्रण प्रतिबाधा विविध प्रकारे बांधली जाऊ शकते. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

सिग्नल ट्रेसची रुंदी आणि जाडी

The height of the core or prefill material on either side of the trace

ट्रेस आणि प्लेटचे कॉन्फिगरेशन

Insulation constants of core and prefilled materials

पीसीबी ट्रान्समिशन लाईन्स दोन मुख्य स्वरूपात येतात: मायक्रोस्ट्रिप आणि स्ट्रिपलाइन.

Microstrip:

मायक्रोस्ट्रीप लाइन ही एक स्ट्रिप कंडक्टर आहे ज्यात फक्त एका बाजूला एक संदर्भ विमान आहे, ज्याच्या वरच्या आणि बाजूंना हवा (किंवा लेपित), इन्सुलेशन कॉन्स्टंट एर सर्किट बोर्डच्या पृष्ठभागाच्या वर, संदर्भ म्हणून वीज पुरवठा किंवा ग्राउंडिंगसह आहे. खाली दाखविल्याप्रमाणे:

टीप: प्रत्यक्ष पीसीबी उत्पादनात, बोर्ड निर्माता सहसा पीसीबीच्या पृष्ठभागावर हिरव्या तेलाच्या थराने लेप करतो, म्हणून प्रत्यक्ष प्रतिबाधा गणनामध्ये, खाली दर्शविलेले मॉडेल सहसा पृष्ठभागाच्या मायक्रोस्ट्रिप लाइन गणनासाठी वापरले जाते:

स्ट्रिपलाइन:

रिबन लाईन ही दोन रेफरन्स प्लेन दरम्यान ठेवलेल्या वायरचा रिबन आहे, जसे खालील आकृतीत दाखवले आहे. H1 आणि H2 द्वारे दर्शविलेल्या डायलेक्ट्रिकचे डायलेक्ट्रिक स्थिरांक भिन्न असू शकतात.

The above two examples are only a typical demonstration of microstrip lines and ribbon lines. There are many kinds of specific microstrip lines and ribbon lines, such as coated microstrip lines, which are related to the specific laminated structure of PCB.

The equations used to calculate the characteristic impedances require complex mathematical calculations, usually using field solving methods, including boundary element analysis, so using the specialized impedance calculation software SI9000, all we need to do is control the parameters of the characteristic impedances:

डायलेक्ट्रिक कॉन्स्टंट एर, वायरिंग रुंदी W1, W2 (ट्रॅपेझॉइड), वायरिंग जाडी टी आणि इन्सुलेशन लेयर जाडी एच.

W1, W2:

The calculated value must be within the red box. आणि याप्रमाणे.

SI9000 प्रतिबाधा नियंत्रण आवश्यकता पूर्ण केल्या आहेत की नाही याची गणना करण्यासाठी वापरली जाते:

प्रथम डीडीआर डेटा लाइनच्या एकल-अंत प्रतिबाधा नियंत्रणाची गणना करा:

टॉप लेयर: 0.5 औज तांबे जाडी, 5 एमआयएल वायर रुंदी, संदर्भ विमानापासून 3.8 मील अंतर, डायलेक्ट्रिक स्थिर 4.2. आकृतीमध्ये दाखवल्याप्रमाणे मॉडेल निवडा, पॅरामीटर्समध्ये पर्याय निवडा आणि लॉसलेस कॅल्क्युलेशन निवडा:

CoaTIng म्हणजे coaTIng, आणि coaTIng नसल्यास, जाडीत 0 भरा आणि 1 डायलेक्ट्रिक (डायलेक्ट्रिक कॉन्स्टंट) (हवा) मध्ये भरा.

सब्सट्रेट म्हणजे सब्सट्रेट लेयर, म्हणजे डायलेक्ट्रिक लेयर, साधारणपणे fr-4 वापरून, प्रतिबाधा गणना सॉफ्टवेअरद्वारे मोजलेली जाडी, डायलेक्ट्रिक कॉन्स्टंट 4.2 (1GHz पेक्षा कमी वारंवारता).

Click on Weight (oz) to set the thickness of the copper layer, which determines the thickness of the cable.

9. इन्सुलेशन लेयरची प्रीप्रेग/कोर संकल्पना:

पीपी (प्रीप्रेग) ही एक प्रकारची डायलेक्ट्रिक सामग्री आहे, जी काचेच्या फायबर आणि इपॉक्सी राळाने बनलेली असते. कोर हा प्रत्यक्षात पीपी माध्यमाचा एक प्रकार आहे, परंतु त्याच्या दोन्ही बाजू तांब्याच्या फॉइलने झाकलेल्या असतात, तर पीपी नाही. मल्टीलेअर बोर्ड बनवताना, कोर आणि पीपी सहसा एकत्र वापरले जातात आणि पीपीचा वापर कोर आणि कोर दरम्यान जोडण्यासाठी केला जातो.

10. पीसीबी लॅमिनेशन डिझाइनमध्ये लक्ष देण्याची आवश्यकता आहे

(1) वॉरपेज समस्या

पीसीबीची लेयर डिझाईन सममितीय असावी, म्हणजे मध्यम लेयरची जाडी आणि प्रत्येक लेयरचा कॉपर लेयर सममितीय असावा. उदाहरणार्थ सहा स्तर घ्या, वरच्या-जीएनडी आणि तळाच्या शक्तीच्या माध्यमाची जाडी तांब्याच्या जाडीशी सुसंगत असावी, आणि जीएनडी-एल 2 आणि एल 3-पॉवर माध्यमाची तांब्याच्या जाडीशी सुसंगत असावी. लॅमिनेट करताना हे वार्प होणार नाही.

(2) सिग्नल लेयर जवळच्या रेफरन्स प्लेनसह घट्ट जोडलेले असावे (म्हणजेच सिग्नल लेयर आणि शेजारच्या कॉपर लेटिंग लेयर दरम्यान मध्यम जाडी खूप लहान असावी); पॉवर कॉपर ड्रेसिंग आणि ग्राउंड कॉपर ड्रेसिंग घट्ट जोडलेले असावे.

(3) अत्यंत उच्च गतीच्या बाबतीत, सिग्नल लेयर वेगळे करण्यासाठी अतिरिक्त स्तर जोडले जाऊ शकतात, परंतु अनेक पॉवर लेयर्स वेगळे न करण्याची शिफारस केली जाते, ज्यामुळे अनावश्यक आवाज हस्तक्षेप होऊ शकतो.

(4) ठराविक लॅमिनेटेड डिझाइन लेयर्सचे वितरण खालील सारणीमध्ये दर्शविले आहे:

(5) स्तर व्यवस्थेची सामान्य तत्त्वे:

घटक पृष्ठभागाच्या खाली (दुसरा स्तर) ग्राउंड प्लेन आहे, जे डिव्हाइस शील्डिंग लेयर आणि टॉप लेयर वायरिंगसाठी संदर्भ विमान प्रदान करते;

सर्व सिग्नल लेयर्स शक्य तितक्या ग्राउंड प्लेनला लागून आहेत.

शक्य तितक्या दोन सिग्नल लेयर्स दरम्यान थेट जोड टाळा;

मुख्य वीज पुरवठा शक्य तितक्या जवळ असावा;

लॅमिनेट संरचनेची सममिती विचारात घेतली जाते.

For the layer layout of the motherboard, it is difficult for the existing motherboard to control the parallel long-distance wiring, and the working frequency of the board level is above 50MHZ

(50MHZ च्या खाली असलेल्या परिस्थितीसाठी, कृपया त्याचा संदर्भ घ्या आणि योग्यरित्या आराम करा), लेआउट तत्त्व सुचवले आहे:

घटक पृष्ठभाग आणि वेल्डिंग पृष्ठभाग संपूर्ण ग्राउंड प्लेन (ढाल) आहेत;

समीप समांतर वायरिंग थर नाही;

सर्व सिग्नल लेयर्स शक्य तितक्या ग्राउंड प्लेनला लागून आहेत.

की सिग्नल निर्मितीला लागून आहे आणि सेगमेंटेशन झोन ओलांडत नाही.