In PCB ledningar, händer det ofta att en tunnare linje måste användas för att passera genom ett område där det finns begränsat ledningsutrymme, och sedan återställs linjen till sin ursprungliga bredd. En förändring i linjens bredd kommer att orsaka en förändring i impedansen, vilket kommer att resultera i reflektion och påverka signalen. Så när kan vi ignorera denna effekt, och när måste vi överväga dess effekt?

Tre faktorer är relaterade till denna effekt: storleken på impedansförändringen, signalhöjningstiden och fördröjningen av signalen på en smal linje.

Först diskuteras storleken på impedansförändringen. Utformningen av många kretsar kräver att det reflekterade bruset är mindre än 5% av spänningssvängningen (vilket är relaterat till bullerbudgeten på signalen), enligt reflektionskoefficientformeln:

Den ungefärliga förändringen av impedansen kan beräknas som △ Z/Z1 ≤ 10%. Som du säkert vet är den typiska indikatorn för impedans på ett bräde +/- 10%, och det är grundorsaken.

Om impedansförändringen endast inträffar en gång, till exempel när linjebredden ändras från 8mil till 6mil och förblir 6mil, måste impedansförändringen vara mindre än 10% för att uppnå kravet på bullerbudget som det signalreflekterade bruset vid den abrupta ändringen gör inte överstiga 5% av spänningssvängningen. Detta är ibland svårt att göra. Ta fallet med microstrip -linjer på FR4 -plattor som ett exempel. Låt oss beräkna. Om linjebredden är 8mil är tjockleken mellan linjen och referensplanet 4mil och den karakteristiska impedansen är 46.5 ohm. När linjebredden ändras till 6mil blir den karakteristiska impedansen 54.2 ohm och impedansförändringshastigheten når 20%. Amplituden för den reflekterade signalen måste överstiga standarden. När det gäller hur stor påverkan på signalen, men också med signalhöjningstiden och tidsfördröjningen från föraren till reflektionspunktssignalen. Men det är åtminstone en potentiell problemplats. Lyckligtvis kan du lösa problemet med impedansmatchningsterminaler.

Om impedansändringen sker två gånger, till exempel, ändras linjebredden från 8mil till 6mil och ändras sedan tillbaka till 8mil efter att ha dragit ut 2cm. Sedan i 2 cm lång 6mil bred linje vid reflektionens två ändar, är den ena att impedansen blir större, positiv reflektion, och sedan blir impedansen mindre, negativ reflektion. Om tiden mellan reflektionerna är tillräckligt kort kan de två reflektionerna avbryta varandra, vilket minskar effekten. Om vi ​​antar att överföringssignalen är 1V, reflekteras 0.2V i den första positiva reflektionen, 1.2V sänds framåt och -0.2*1.2 = 0.24V reflekteras tillbaka i den andra reflektionen. Om vi ​​antar att längden på 6mil -linjen är extremt kort och de två reflektionerna sker nästan samtidigt, är den totala reflekterade spänningen bara 0.04V, mindre än bullerbudgetkravet på 5%. Därför beror huruvida och hur mycket denna reflektion påverkar signalen på tidsfördröjningen vid impedansförändringen och signalstigningstiden. Studier och experiment visar att så länge fördröjningen vid impedansförändringen är mindre än 20% av signalhöjningstiden kommer den reflekterade signalen inte att orsaka problem. Om signalhöjningstiden är 1ns, är fördröjningen vid impedansförändringen mindre än 0.2ns motsvarande 1.2 tum, och reflektion är inte ett problem. Med andra ord, i detta fall borde en 6mil bred trådlängd på mindre än 3cm inte vara ett problem.

När kretskortsbredden ändras bör den analyseras noggrant enligt den faktiska situationen för att se om det finns någon påverkan. Det finns tre parametrar att oroa sig över: hur mycket impedansen ändras, hur lång signalstigningstid och hur länge den halsliknande delen av linjebredden ändras. Gör en grov uppskattning baserad på ovanstående metod och lämna en viss marginal vid behov. Försök om möjligt att minska nacklängden.

Det bör påpekas att parametrar i själva PCB -bearbetningen inte kan vara lika exakta som i teorin. Teori kan ge vägledning för vår design, men den kan inte kopieras eller vara dogmatisk. Detta är trots allt en praktisk vetenskap. Det uppskattade värdet bör revideras enligt den faktiska situationen och sedan tillämpas på konstruktionen. Om du känner dig oerfaren, var försiktig och anpassa dig till tillverkningskostnaderna.