In PCB kablolamada, sınırlı kablolama alanının olduğu bir alandan geçmek için genellikle daha ince bir hat kullanılması gerekir ve daha sonra hat orijinal genişliğine geri döndürülür. Çizginin genişliğindeki bir değişiklik, empedansta bir değişikliğe neden olur, bu da yansımaya neden olur ve sinyali etkiler. Peki bu etkiyi ne zaman görmezden gelebiliriz ve etkisini ne zaman dikkate almalıyız?

Bu etkiyle ilgili üç faktör vardır: empedans değişiminin büyüklüğü, sinyal yükselme süresi ve sinyalin dar bir hat üzerindeki gecikmesi.

İlk olarak, empedans değişiminin büyüklüğü tartışılır. Birçok devrenin tasarımı, yansıma katsayısı formülüne göre, yansıyan gürültünün voltaj salınımının (sinyal üzerindeki gürültü bütçesiyle ilgili olan) %5’inden daha az olmasını gerektirir:

Empedansın yaklaşık değişim oranı △Z/Z1 ≤ %10 olarak hesaplanabilir. Muhtemelen bildiğiniz gibi, bir karttaki tipik empedans göstergesi +/-%10’dur ve bu temel nedendir.

Empedans değişikliği yalnızca bir kez meydana gelirse, örneğin hat genişliği 8mil’den 6mil’e değiştiğinde ve 6mil kaldığında, sinyalin ani değişiklikte yansıttığı gürültünün yaptığı gürültü bütçesi gereksinimine ulaşmak için empedans değişikliği %10’dan az olmalıdır. gerilim salınımının %5’ini geçmemelidir. Bunu yapmak bazen zordur. Örnek olarak FR4 plakalarındaki mikroşerit çizgileri alın. Hesaplayalım. Hat genişliği 8mil ise, hat ile referans düzlemi arasındaki kalınlık 4mil ve karakteristik empedans 46.5 ohm’dur. Hat genişliği 6mil olarak değiştiğinde, karakteristik empedans 54.2 ohm olur ve empedans değişim oranı %20’ye ulaşır. Yansıyan sinyalin genliği standardı aşmalıdır. Sinyale ne kadar etki ettiğine gelince, aynı zamanda sinyal yükselme süresi ve sürücüden yansıma noktası sinyaline kadar olan zaman gecikmesi ile. Ama en azından potansiyel bir sorun noktası. Neyse ki sorunu empedans eşleştirme terminalleri ile çözebilirsiniz.

Empedans değişikliği iki kez olursa, örneğin, hat genişliği 8mil’den 6mil’e değişir ve ardından 8cm dışarı çekildikten sonra tekrar 2mil’e değişir. Daha sonra, yansımanın iki ucundaki 2 cm uzunluğunda 6mil genişliğinde bir çizgide, biri empedans büyür, pozitif yansıma olur ve ardından empedans küçülür, negatif yansıma olur. Yansımalar arasındaki süre yeterince kısaysa, iki yansıma birbirini iptal ederek etkiyi azaltabilir. İletim sinyalinin 1V olduğunu varsayarsak, ilk pozitif yansımada 0.2V yansıtılır, 1.2V ileri iletilir ve ikinci yansımada -0.2*1.2 = 0.24V geri yansıtılır. 6mil hattının uzunluğunun son derece kısa olduğu ve iki yansımanın neredeyse aynı anda meydana geldiği varsayıldığında, toplam yansıyan voltaj sadece 0.04V’dir, bu da %5’lik gürültü bütçesi gereksiniminden daha azdır. Bu nedenle, bu yansımanın sinyali etkileyip etkilemediği ve ne kadar etkileyeceği, empedans değişimindeki zaman gecikmesine ve sinyal yükselme süresine bağlıdır. Çalışmalar ve deneyler, empedans değişimindeki gecikmenin, sinyal yükselme süresinin %20’sinden az olduğu sürece, yansıyan sinyalin bir soruna neden olmayacağını göstermektedir. Sinyal yükselme süresi 1ns ise, empedans değişimindeki gecikme 0.2 inç’e karşılık gelen 1.2ns’den azdır ve yansıma bir sorun değildir. Başka bir deyişle, bu durumda, 6 cm’den daha az 3mil genişliğinde bir tel uzunluğu sorun olmamalıdır.

PCB kablo genişliği değiştiğinde, herhangi bir etki olup olmadığını görmek için fiili duruma göre dikkatlice analiz edilmelidir. Endişelenecek üç parametre vardır: empedans ne kadar değişir, sinyal yükselme süresi ne kadar sürer ve hat genişliğinin boyuna benzer kısmının ne kadar süreyle değiştiği. Yukarıdaki yönteme dayalı olarak kaba bir tahmin yapın ve uygun şekilde biraz pay bırakın. Mümkünse boyun uzunluğunu azaltmaya çalışın.

Gerçek PCB işlemede, parametrelerin teorideki kadar doğru olamayacağı belirtilmelidir. Teori, tasarımımız için rehberlik sağlayabilir, ancak kopyalanamaz veya dogmatik olamaz. Sonuçta, bu pratik bir bilimdir. Tahmini değer, fiili duruma göre revize edilmeli ve ardından tasarıma uygulanmalıdır. Deneyimsiz hissediyorsanız, muhafazakar olun ve üretim maliyetine göre ayarlayın.