In Друкована плата проводки, часто трапляється, що для проходження через область, де є обмежений провід, потрібно використовувати більш тонку лінію, а потім лінія відновлюється до початкової ширини. Зміна ширини лінії призведе до зміни імпедансу, що призведе до відображення та вплине на сигнал. Тож коли ми можемо ігнорувати цей ефект, а коли слід враховувати його вплив?

Три фактори пов’язані з цим ефектом: величина зміни імпедансу, час зростання сигналу та затримка сигналу на вузькій лінії.

Спочатку обговорюється величина зміни імпедансу. Конструкція багатьох схем вимагає, щоб відбитий шум складав менше 5% від коливання напруги (що пов’язано з бюджетом шуму в сигналі), відповідно до формули коефіцієнта відбиття:

Орієнтовну швидкість зміни імпедансу можна обчислити як △ Z/Z1 ≤ 10%. Як ви, напевно, знаєте, типовий показник опору на платі становить +/- 10%, і це є першопричиною.

Якщо зміна імпедансу відбувається лише один раз, наприклад, коли ширина лінії змінюється з 8мл до 6мл і залишається 6мл, зміна імпедансу повинна бути меншою за 10% для того, щоб досягти вимог до бюджету шуму, що сигнал відбиває шум при різкій зміні не більше 5% відхилення напруги. Це іноді буває важко зробити. Візьмемо як приклад мікрополоскові лінії на пластинах FR4. Давайте порахуємо. Якщо ширина лінії 8мл, товщина між лінією та опорною площиною дорівнює 4мл, а характерний опір – 46.5 Ом. Коли ширина лінії змінюється на 6 міл, характерний опір стає 54.2 Ом, а швидкість зміни імпедансу досягає 20%. Амплітуда відбитого сигналу повинна перевищувати стандартну. Що стосується того, наскільки сильно це впливає на сигнал, а також із часом зростання сигналу та затримкою часу від водія до сигналу точки відображення. Але це принаймні потенційна проблема. На щастя, ви можете вирішити проблему за допомогою відповідних клем імпедансу.

Наприклад, якщо зміна імпедансу відбувається двічі, то ширина лінії змінюється з 8мл до 6мл, а потім змінюється назад на 8мл після витягування 2см. Потім у довжині 2 см завширшки лінії 6 мілі на двох кінцях відбиття, один – імпеданс стає більшим, позитивне відображення, а потім імпеданс стає меншим, негативне відображення. Якщо час між відбиттями досить короткий, два відбиття можуть скасувати одне одного, зменшуючи ефект. Якщо вважати, що сигнал передачі 1 В, 0.2 В відображається в першому позитивному відбитті, 1.2 В передається вперед, а -0.2*1.2 = 0.24 В відбивається назад у другому відбитті. Якщо припустити, що довжина 6 -міліметрової лінії надзвичайно коротка і два відображення відбуваються майже одночасно, загальна відбита напруга становить лише 0.04 В, що менше вимоги щодо бюджету шуму в 5%. Тому, чи впливає і наскільки це відображення впливає на сигнал, залежить від часу затримки при зміні імпедансу та часу зростання сигналу. Дослідження та експерименти показують, що доки затримка при зміні імпедансу становить менше 20% часу зростання сигналу, відбитий сигнал не спричинить проблеми. Якщо час зростання сигналу становить 1 нс, то затримка при зміні імпедансу становить менше 0.2 нс, що відповідає 1.2 дюйма, і відображення не становить проблеми. Іншими словами, у цьому випадку довжина дроту завширшки 6 міліметрів менше 3 см не повинна бути проблемою.

При зміні ширини проводки на друкованій платі її слід уважно проаналізувати відповідно до фактичної ситуації, щоб побачити, чи не вплинуло це. Існує три параметри, які повинні викликати занепокоєння: наскільки змінюється імпеданс, скільки триває час зростання сигналу і як довго змінюється шийкова частина ширини лінії. Зробіть приблизну оцінку на основі вищевказаного методу і залиште певний запас у міру необхідності. По можливості спробуйте зменшити довжину шиї.

Слід зазначити, що при фактичній обробці друкованої плати параметри не можуть бути настільки точними, як теоретично. Теорія може дати вказівки для нашого дизайну, але вона не може бути скопійованою або догматичною. Адже це практична наука. Орієнтовну вартість слід переглянути відповідно до фактичної ситуації, а потім застосувати до проекту. Якщо ви відчуваєте недосвідченість, будьте консервативними та пристосовуйтесь до вартості виробництва.