With the increasing speed of PCB switching sinyal, désainer PCB ayeuna kedah ngartos sareng ngendalikeun impedansi tilas PCB. Luyu sareng waktos pangiriman sinyal anu langkung pondok sareng tingkat jam anu langkung luhur tina sirkuit digital modéren, tilas PCB henteu aya sambungan anu saderhana deui, tapi jalur transmisi.

Kumaha carana ngontrol impedansi PCB

Dina praktékna, perlu pikeun ngendalikeun impedansi tilas nalika kagancangan marginal digital langkung ti 1ns atanapi frékuénsi analog ngaleuwihan 300Mhz. Salah sahiji parameter konci tilas PCB nyaéta impedansi ciri na (babandingan voltase kana arus nalika gelombang ngalir sapanjang garis transmisi sinyal). 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.

Kadali imppedansi

EImpedance Controling, konduktor dina circuit board bakal ngagaduhan sagala jinis transmisi sinyal, dina raraga ningkatkeun tingkat transmisi sareng kedah ningkatkeun frékuénsi na, upami garisna nyalira kusabab etching, ketebalan tumpukan, lébar kawat sareng faktor anu sanés, bakal ngabalukarkeun parobahan nilai impedansi, distorsi sinyal. Ku alatan éta, nilai impedansi konduktor dina papan sirkuit gancang kedah dikontrol dina kisaran anu tangtu, katelah “impedansi control”.

The impedance of a PCB trace will be determined by its inductive and capacitive inductance, resistance, and conductivity coefficient. Faktor utama anu mangaruhan impedansi kabel PCB nyaéta: lébar kawat tambaga, kandel kawat tambaga, konstanta diéléktrik sedeng, kandel sedeng, kandel pad, jalur kawat taneuh, kabel sakitar kabel , jsb. Impedansi PCB dibasajankeun 25 dugi 120 ohm.

Dina praktékna, jalur transmisi PCB biasana diwangun ku tilas, salah sahiji atanapi sababaraha lapisan rujukan, sareng bahan insulasi. Lacak sareng lapisan ngawangun impedansi kontrol. PCBS bakal sering jadi multi-layered, sareng impedansi kontrol tiasa didamel ku sababaraha cara. However, whatever method is used, the impedance value will be determined by its physical structure and the electrical properties of the insulating material:

Lebar sareng kandelna sinyal tilas

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

Konfigurasi tilas sareng piring

Insulation constants of core and prefilled materials

Garis transmisi PCB aya dina dua bentuk utama: Mikrostrip sareng Stripline.

Microstrip:

Garis mikrostrip mangrupikeun konduktor strip sareng pesawat rujukan dina ngan hiji sisi, sareng bagian luhur sareng sisi na kakeunaan hawa (atanapi dilapis), diluhur permukaan papan sirkuit Er circuit anu tetep, sareng catu daya atanapi grounding salaku rujukan. Sakumaha ditémbongkeun di handap ieu:

Catetan: Dina pembuatan PCB anu saleresna, pabrikan dewan biasana ngalapis permukaan PCB ku lapisan minyak héjo, janten dina itungan impedansi anu saleresna, modél anu dipidangkeun di handap biasana dianggo pikeun perhitungan garis mikrostrip permukaan:

Garis garis:

Garis pita mangrupikeun pita kawat anu ditempatkeun di antara dua pesawat rujukan, sapertos anu dipidangkeun dina gambar di handap ieu. Konstanta diéléktrik tina diéléktrik anu diwakilan ku H1 sareng H2 tiasa bénten.

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:

Er diéléktrik Er, lebar kabel W1, W2 (trapezoid), ketebalan kabel T sareng lapisan insulasi kandel H.

W1, W2:

The calculated value must be within the red box. Jeung saterusna.

SI9000 digunakeun pikeun ngitung naha sarat pangendali impedansi dicumponan:

Itung heula kadali impedansi hiji-garis garis data DDR:

Lapisan TOP: ketebalan tambaga 0.5oz, lébar kawat 5MIL, jarak 3.8mil tina pesawat rujukan, konstanta diéléktrik 4.2. Pilih modélna, diganti dina parameter, sareng pilih Itungan Lossless, sapertos anu dipidangkeun dina gambar:

CoaTIng hartosna coaTIng, sareng upami teu aya coaTIng, eusian 0 dina kandelna sareng 1 di diéléktrik (konstanta diéléktrik) (hawa).

Substrat mangrupikeun lapisan substrat, nyaéta lapisan diéléktrik, umumna nganggo fr-4, ketebalan diitung ku perangkat lunak itungan impedansi, konstanta diéléktrik 4.2 (frékuénsi kirang ti 1GHz).

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

9. Konsép prepreg / Inti tina lapisan insulasi:

PP (Prepreg) mangrupikeun bahan diéléktrik, diwangun ku serat gelas sareng résin epoxy. Inti saéstunaJENIS tina medium PP, tapi dua sisina ditutupan ku foil tambaga, sedengkeun PP henteu. Nalika ngadamel papan multilayer, inti sareng PP biasana dianggo babarengan, sareng PP dianggo ngiket antara inti sareng inti.

10. Perkawis peryogi perhatosan dina desain laminasi PCB

(1) Masalah Perang

Desain lapisan PCB kedah simétris, nyaéta kandel lapisan sedeng sareng lapisan tambaga unggal lapisan kedah simétris. Candak genep lapisan contona, ketebalan luhur-GND sareng sedeng kakuatan handap kedah saluyu sareng kandel tambaga, JEUNG GND-L2 sareng sedeng L3-POWER kedah saluyu sareng kandel tambaga. Ieu moal bélok nalika laminating.

(2) Lapisan sinyal kedahna pageuh gandeng sareng pesawat rujukan anu caket (nyaéta, kandel sedeng antara lapisan sinyal sareng lapisan palapis tambaga anu caket kedah alit pisan); Ganti baju tambaga sareng ganti baju tambaga taneuh kedah pageuh gandeng.

(3) Dina hal kagancangan anu saé pisan, lapisan tambahan tiasa dilebetkeun pikeun ngasingkeun lapisan sinyal, tapi disarankeun henteu ngasingkeun sababaraha lapisan kakuatan, anu tiasa nyababkeun gangguan sora anu teu perlu.

(4) Sebaran lapisan desain laminasi khas sapertos dina tabel ieu:

(5) Prinsip umum susunan lapisan:

Dihandapeun komponén permukaan (lapisan kadua) nyaéta pesawat ground, anu nyayogikeun lapisan paranti ngalindungan sareng pesawat rujukan pikeun kabel lapisan luhur;

Sadaya lapisan sinyal caket kana pesawat darat sajauh mungkin.

Cegah caket langsung antara dua lapisan sinyal sajauh mungkin;

Catu daya utama kedah caket mungkin;

Simétri struktur laminasi diperhatoskeun.

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

(Kanggo kaayaan di handap 50MHZ, mangga tingali éta sareng rileksikeunana kalayan pantes), prinsip perenah disarankeun:

Permukaan komponén sareng permukaan las nyaéta pesawat ground lengkep (tameng);

Teu aya lapisan kabel paralel anu padeukeut;

Sadaya lapisan sinyal caket kana pesawat darat sajauh mungkin.

Sinyal konci padeukeut sareng formasi sareng henteu ngalangkungan zona segmentasi.