In PCB bekabeling, komt het vaak voor dat er een dunnere lijn moet worden gebruikt om door een gebied met beperkte bedradingsruimte te gaan, en dan wordt de lijn hersteld naar zijn oorspronkelijke breedte. Een verandering in de breedte van de lijn zal een verandering in impedantie veroorzaken, wat zal resulteren in reflectie en het signaal beïnvloeden. Dus wanneer kunnen we dit effect negeren, en wanneer moeten we het effect ervan overwegen?

Drie factoren houden verband met dit effect: de grootte van de impedantieverandering, de signaalstijgtijd en de vertraging van het signaal op een smalle lijn.

Eerst wordt de grootte van de impedantieverandering besproken. Het ontwerp van veel circuits vereist dat de gereflecteerde ruis minder is dan 5% van de spanningszwaai (die gerelateerd is aan het ruisbudget op het signaal), volgens de reflectiecoëfficiëntformule:

De geschatte veranderingssnelheid van de impedantie kan worden berekend als △Z/Z1 ≤ 10%. Zoals u waarschijnlijk weet, is de typische impedantie-indicator op een bord +/- 10%, en dat is de hoofdoorzaak.

Als de impedantieverandering slechts één keer voorkomt, zoals wanneer de lijnbreedte verandert van 8mil in 6mil en 6mil blijft, moet de impedantieverandering minder dan 10% zijn om de vereiste van het ruisbudget te bereiken dat het signaal ruis weerkaatst bij de abrupte verandering. niet meer dan 5% van de spanningsschommeling. Dit is soms moeilijk om te doen. Neem als voorbeeld het geval van microstriplijnen op FR4-platen. Laten we berekenen. Als de lijnbreedte 8 mil is, is de dikte tussen de lijn en het referentievlak 4 mil en is de karakteristieke impedantie 46.5 ohm. Wanneer de lijnbreedte verandert in 6mil, wordt de karakteristieke impedantie 54.2 ohm en bereikt de impedantieverandering 20%. De amplitude van het gereflecteerde signaal moet de norm overschrijden. Wat betreft hoeveel impact op het signaal, maar ook met de signaalstijgtijd en de tijdvertraging van de driver naar het reflectiepuntsignaal. Maar het is op zijn minst een potentiële probleemplek. Gelukkig kunt u het probleem oplossen met impedantie-aanpassingsterminals.

Als de impedantieverandering bijvoorbeeld twee keer plaatsvindt, verandert de lijnbreedte van 8 mil in 6 mil en verandert dan weer in 8 mil nadat u 2 cm hebt uitgetrokken. Dan in een 2 cm lange 6mil brede lijn aan de twee uiteinden van de reflectie, wordt de impedantie groter, positieve reflectie, en dan wordt de impedantie kleiner, negatieve reflectie. Als de tijd tussen reflecties kort genoeg is, kunnen de twee reflecties elkaar opheffen, waardoor het effect wordt verminderd. Ervan uitgaande dat het transmissiesignaal 1V is, wordt 0.2V gereflecteerd in de eerste positieve reflectie, wordt 1.2V naar voren verzonden en wordt -0.2*1.2 = 0.24V teruggereflecteerd in de tweede reflectie. Ervan uitgaande dat de lengte van de 6mil-lijn extreem kort is en de twee reflecties bijna gelijktijdig plaatsvinden, is de totale gereflecteerde spanning slechts 0.04V, minder dan de vereiste voor het geluidsbudget van 5%. Of en hoeveel deze reflectie het signaal beïnvloedt, hangt daarom af van de tijdvertraging bij de impedantieverandering en de signaalstijgtijd. Studies en experimenten tonen aan dat zolang de vertraging bij de impedantieverandering minder is dan 20% van de signaalstijgtijd, het gereflecteerde signaal geen probleem zal veroorzaken. Als de signaalstijgtijd 1 ns is, is de vertraging bij de impedantieverandering minder dan 0.2 ns, wat overeenkomt met 1.2 inch, en is reflectie geen probleem. Met andere woorden, in dit geval zou een draadlengte van 6 mil van minder dan 3 cm geen probleem moeten zijn.

Wanneer de bedradingsbreedte van de PCB verandert, moet deze zorgvuldig worden geanalyseerd op basis van de werkelijke situatie om te zien of er enige impact is. Er zijn drie parameters om rekening mee te houden: hoeveel de impedantie verandert, hoe lang de signaalstijgtijd en hoe lang het nekachtige deel van de lijnbreedte verandert. Maak een ruwe schatting op basis van de bovenstaande methode en laat eventueel wat marge over. Probeer indien mogelijk de neklengte te verkleinen.

Opgemerkt moet worden dat bij de werkelijke PCB-verwerking de parameters niet zo nauwkeurig kunnen zijn als in theorie. Theorie kan een leidraad zijn voor ons ontwerp, maar het kan niet worden gekopieerd of dogmatisch. Dit is tenslotte een praktische wetenschap. De geschatte waarde moet worden herzien op basis van de werkelijke situatie en vervolgens worden toegepast op het ontwerp. Als u zich onervaren voelt, wees dan conservatief en pas u aan de productiekosten aan.