In PCB cablare, se întâmplă adesea ca o linie mai subțire să fie folosită pentru a trece printr-o zonă în care există spațiu de cablare limitat, iar apoi linia să fie readusă la lățimea inițială. O modificare a lățimii liniei va provoca o schimbare a impedanței, ceea ce va duce la reflexie și va afecta semnalul. Deci, când putem ignora acest efect și când trebuie să-l luăm în considerare?

Trei factori sunt legați de acest efect: magnitudinea schimbării impedanței, timpul de creștere a semnalului și întârzierea semnalului pe o linie îngustă.

În primul rând, se discută amploarea schimbării impedanței. Proiectarea multor circuite necesită ca zgomotul reflectat să fie mai mic de 5% din oscilația tensiunii (care este legată de bugetul de zgomot de pe semnal), conform formulei coeficientului de reflexie:

Rata de schimbare aproximativă a impedanței poate fi calculată ca △ Z / Z1 ≤ 10%. După cum probabil știți, indicatorul tipic al impedanței pe o placă este de +/- 10% și aceasta este cauza principală.

Dacă schimbarea impedanței are loc o singură dată, cum ar fi atunci când lățimea liniei se schimbă de la 8mil la 6mil și rămâne 6mil, schimbarea impedanței trebuie să fie mai mică de 10% pentru a atinge cerința bugetului de zgomot pe care semnalul reflectă zgomotul la schimbarea bruscă. să nu depășească 5% din oscilația de tensiune. Acest lucru este uneori dificil de realizat. Luați ca exemplu liniile microstrip de pe plăcile FR4. Să calculăm. Dacă lățimea liniei este de 8mil, grosimea dintre linie și planul de referință este de 4mil și impedanța caracteristică este de 46.5 ohmi. Când lățimea liniei se schimbă la 6mil, impedanța caracteristică devine 54.2 ohm, iar rata de schimbare a impedanței ajunge la 20%. Amplitudinea semnalului reflectat trebuie să depășească standardul. În ceea ce privește cât de mult impact asupra semnalului, dar și cu timpul de creștere a semnalului și cu întârzierea de la șofer la semnalul punctului de reflecție. Dar este cel puțin o problemă potențială. Din fericire, puteți rezolva problema cu terminale de potrivire a impedanței.

Dacă schimbarea impedanței se întâmplă de două ori, de exemplu, lățimea liniei se schimbă de la 8mil la 6mil, iar apoi se schimbă înapoi la 8mil după scoaterea a 2cm. Apoi, pe o linie de 2 cm lungime de 6 milimetri lățime la cele două capete ale reflecției, una este impedanța care devine reflexie mai mare, pozitivă, iar apoi impedanța devine reflexie mai mică, negativă. Dacă timpul dintre reflexii este suficient de scurt, cele două reflexii se pot anula reciproc, reducând efectul. Presupunând că semnalul de transmisie este de 1V, 0.2V este reflectat în prima reflecție pozitivă, 1.2V este transmis înainte și -0.2 * 1.2 = 0.24V este reflectat înapoi în a doua reflecție. Presupunând că lungimea liniei de 6 mil este extrem de scurtă și că cele două reflexii apar aproape simultan, tensiunea totală reflectată este de numai 0.04 V, mai mică decât cerința bugetului de zgomot de 5%. Prin urmare, dacă și cât de mult afectează această reflecție semnalul depinde de întârzierea la schimbarea impedanței și de timpul de creștere a semnalului. Studiile și experimentele arată că atâta timp cât întârzierea la schimbarea impedanței este mai mică de 20% din timpul de creștere a semnalului, semnalul reflectat nu va cauza o problemă. Dacă timpul de creștere a semnalului este de 1ns, atunci întârzierea la schimbarea impedanței este mai mică de 0.2ns corespunzând la 1.2 inci, iar reflexia nu este o problemă. Cu alte cuvinte, în acest caz, o lungime de sârmă lată de 6mil mai mică de 3cm nu ar trebui să fie o problemă.

Când lățimea cablajului PCB se schimbă, ar trebui analizată cu atenție în funcție de situația reală pentru a vedea dacă există vreun impact. Există trei parametri care trebuie preocupați: cât de mult se schimbă impedanța, cât timp crește semnalul și cât se schimbă partea de gât a lățimii liniei. Faceți o estimare aproximativă pe baza metodei de mai sus și lăsați o anumită marjă, după caz. Dacă este posibil, încercați să reduceți lungimea gâtului.

Trebuie subliniat faptul că în procesarea reală a PCB-ului, parametrii nu pot fi la fel de exacți ca cei din teorie. Teoria poate oferi îndrumări pentru proiectarea noastră, dar nu poate fi copiată sau dogmatică. La urma urmei, aceasta este o știință practică. Valoarea estimată trebuie revizuită în funcție de situația reală și apoi aplicată proiectului. Dacă vă simțiți lipsit de experiență, fiți conservatori și adaptați-vă la costurile de fabricație.