In PCB hệ thống dây điện, thường xảy ra trường hợp phải sử dụng một đường dây mỏng hơn để đi qua một khu vực có không gian đi dây hạn chế, và sau đó đường dây được khôi phục về chiều rộng ban đầu. Sự thay đổi độ rộng của đường truyền sẽ gây ra sự thay đổi về trở kháng, dẫn đến hiện tượng phản xạ và ảnh hưởng đến tín hiệu. Vậy khi nào chúng ta có thể bỏ qua hiệu ứng này, và khi nào chúng ta phải xem xét ảnh hưởng của nó?

Ba yếu tố liên quan đến hiệu ứng này: độ lớn của sự thay đổi trở kháng, thời gian tăng tín hiệu và độ trễ của tín hiệu trên một đường hẹp.

Đầu tiên, độ lớn của sự thay đổi trở kháng được thảo luận. Thiết kế của nhiều mạch yêu cầu tiếng ồn phản xạ phải nhỏ hơn 5% dao động điện áp (có liên quan đến ngân sách tiếng ồn trên tín hiệu), theo công thức hệ số phản xạ:

Tỷ lệ thay đổi gần đúng của trở kháng có thể được tính là △ Z / Z1 ≤ 10%. Như bạn có thể biết, chỉ số tiêu biểu của trở kháng trên bo mạch là +/- 10%, và đó là nguyên nhân sâu xa.

Nếu sự thay đổi trở kháng chỉ xảy ra một lần, chẳng hạn như khi chiều rộng đường dây thay đổi từ 8 triệu xuống 6 triệu và vẫn còn 6 triệu, thì sự thay đổi trở kháng phải nhỏ hơn 10% để đạt được yêu cầu về ngân sách tiếng ồn mà tín hiệu phản xạ tiếng ồn tại sự thay đổi đột ngột. không vượt quá 5% dao động điện áp. Điều này đôi khi rất khó thực hiện. Lấy trường hợp của các đường microstrip trên tấm FR4 làm ví dụ. Hãy tính toán. Nếu chiều rộng đường là 8 mil, độ dày giữa đường và mặt phẳng tham chiếu là 4 m và trở kháng đặc tính là 46.5 ôm. Khi chiều rộng đường dây thay đổi thành 6mil, trở kháng đặc tính trở thành 54.2 ohm và tỷ lệ thay đổi trở kháng đạt 20%. Biên độ của tín hiệu phản xạ phải vượt quá tiêu chuẩn. Đối với mức độ ảnh hưởng đến tín hiệu, nhưng cũng với thời gian tăng tín hiệu và thời gian trễ từ người lái xe đến tín hiệu điểm phản xạ. Nhưng đó ít nhất là một điểm có vấn đề tiềm ẩn. May mắn thay, bạn có thể giải quyết vấn đề với các thiết bị đầu cuối phù hợp trở kháng.

Nếu sự thay đổi trở kháng xảy ra hai lần, chẳng hạn, chiều rộng đường dây thay đổi từ 8 triệu xuống 6 triệu, và sau đó thay đổi trở lại 8 triệu sau khi kéo ra 2cm. Sau đó, trong đoạn thẳng dài 2cm rộng 6mil ở hai đầu của phản xạ, một là trở kháng trở nên lớn hơn, phản xạ dương, và sau đó trở kháng nhỏ hơn, phản xạ âm. Nếu thời gian giữa các lần phản xạ đủ ngắn, hai phản xạ có thể triệt tiêu lẫn nhau, làm giảm tác dụng. Giả sử rằng tín hiệu truyền là 1V, 0.2V được phản xạ trong lần phản xạ dương thứ nhất, 1.2V được truyền về phía trước và -0.2 * 1.2 = 0.24V được phản xạ lại trong lần phản xạ thứ hai. Giả sử rằng chiều dài của đường dây 6mil là cực kỳ ngắn và hai phản xạ xảy ra gần như đồng thời, tổng điện áp phản xạ chỉ là 0.04V, nhỏ hơn yêu cầu ngân sách tiếng ồn là 5%. Do đó, sự phản xạ này có ảnh hưởng đến tín hiệu hay không và mức độ như thế nào phụ thuộc vào thời gian trễ khi thay đổi trở kháng và thời gian tăng tín hiệu. Các nghiên cứu và thí nghiệm cho thấy rằng miễn là độ trễ khi thay đổi trở kháng nhỏ hơn 20% thời gian tăng tín hiệu, tín hiệu phản xạ sẽ không gây ra sự cố. Nếu thời gian tăng tín hiệu là 1ns, thì độ trễ khi thay đổi trở kháng nhỏ hơn 0.2ns tương ứng với 1.2 inch và phản xạ không phải là vấn đề. Nói cách khác, trong trường hợp này, chiều dài dây rộng 6mil nhỏ hơn 3cm không phải là vấn đề.

Khi chiều rộng dây PCB thay đổi, cần phân tích kỹ theo tình hình thực tế để xem có ảnh hưởng gì không. Có ba thông số cần quan tâm: trở kháng thay đổi bao nhiêu, thời gian tăng tín hiệu là bao lâu và phần giống như cổ của chiều rộng đường dây thay đổi trong bao lâu. Hãy ước tính sơ bộ dựa trên phương pháp trên và để lại một số lợi nhuận nếu thích hợp. Nếu có thể, hãy cố gắng giảm chiều dài cổ.

Cần phải chỉ ra rằng trong quá trình xử lý PCB thực tế, các thông số không thể chính xác như trên lý thuyết. Lý thuyết có thể cung cấp hướng dẫn cho thiết kế của chúng tôi, nhưng nó không thể sao chép hoặc giáo điều. Sau khi tất cả, đây là một khoa học thực tế. Giá trị ước tính nên được sửa đổi theo tình hình thực tế, sau đó áp dụng cho thiết kế. Nếu bạn cảm thấy thiếu kinh nghiệm, hãy thận trọng và điều chỉnh theo chi phí sản xuất.