PCB varžos valdymas

KaipPCB signalo perjungimo greitis ir toliau didėja, šiandieniniai PCB dizaineriai turi suprasti ir valdyti PCB pėdsakų varžą. Dėl trumpesnių šiuolaikinių skaitmeninių grandinių signalizacijos laiko ir didesnio laikrodžio dažnio PCB pėdsakai nebėra paprasti jungtys, o perdavimo linijos.

Praktiškai būtina kontroliuoti pėdsakų varžą, kai skaitmeninis ribinis greitis yra didesnis nei 1ns arba analoginiai dažniai viršija 300 MHz. Vienas iš pagrindinių PCB pėdsakų parametrų yra jiems būdinga varža (t. y. bangos, sklindančios signalo perdavimo linija, įtampos ir srovės santykis). Būdinga spausdintinės plokštės laidininko varža yra svarbus plokštės konstrukcijos rodiklis, ypačPCB dizainasaukšto dažnio grandinių, reikia atsižvelgti į tai, kad laidininko ir įtaiso arba signalo charakteristinė varža reikalaujama to paties, nesvarbu, ar sutampa, ar ne. Tai apima dvi sąvokas: impedanso valdymą ir varžos suderinimą. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas varžos valdymui ir krovimo projektavimo problemoms.

Impedanso valdymas, laidininkas plokštėje turės įvairų signalo perdavimą, kad pagerintų perdavimo greitį ir turi pagerinti savo dažnį, pačią liniją, jei dėl ėsdinimo, laminuoto sluoksnio storį, laidininko plotį ir kiti skirtingi veiksniai, sukels varžą, kurią verta keisti, kad jos signalas iškraipytų. Todėl didelės spartos plokštės laidininkas, jo varžos vertė turėtų būti valdoma tam tikrame diapazone, vadinamame "impedanso valdymu".

PCB pėdsako impedansą lems jo indukcinė ir talpinė induktyvumas, varža ir laidumas. PCB pėdsakų varžą įtakojantys veiksniai yra: varinės vielos plotis, varinės vielos storis, dielektriko dielektrinė konstanta, dielektriko storis, trinkelių storis, įžeminimo laido kelias, pėdsakai aplink pėdsaką ir kt. PCB varža svyruoja nuo 25 iki 120 omų.

Praktiškai būtina kontroliuoti pėdsakų varžą, kai skaitmeninis ribinis greitis yra didesnis nei 1ns arba analoginiai dažniai viršija 300 MHz. Vienas iš pagrindinių PCB pėdsakų parametrų yra jiems būdinga varža (t. y. bangos, sklindančios signalo perdavimo linija, įtampos ir srovės santykis). Spausdintinės plokštės laidininko charakteristinė varža yra svarbus plokštės konstrukcijos rodiklis, ypač aukšto dažnio grandinių PCB konstrukcijoje, reikia atsižvelgti į tai, kad būdinga laidininko ir įrenginio ar signalo varža, reikalinga būdingajai varžai. to paties, ar sutampa, ar ne. Tai apima dvi sąvokas: impedanso valdymą ir varžos suderinimą. Šiame straipsnyje pagrindinis dėmesys skiriamas varžos valdymui ir krovimo projektavimo problemoms.

Impedanso valdymas, laidininkas plokštėje turės įvairų signalo perdavimą, kad pagerintų perdavimo greitį ir turi pagerinti savo dažnį, pačią liniją, jei dėl ėsdinimo, laminuoto sluoksnio storį, laidininko plotį ir kiti skirtingi veiksniai, sukels varžą, kurią verta keisti, kad jos signalas iškraipytų. Todėl didelės spartos plokštės laidininkas, jo varžos vertė turėtų būti valdoma tam tikrame diapazone, vadinamame "impedanso valdymu".

PCB pėdsako impedansą lems jo indukcinė ir talpinė induktyvumas, varža ir laidumas. PCB pėdsakų varžą įtakojantys veiksniai yra šie: varinės vielos plotis, varinės vielos storis, dielektriko dielektrinė konstanta, dielektriko storis, trinkelių storis, įžeminimo laido kelias, pėdsakai aplink pėdsaką ir kt. PCB varža svyruoja nuo 25 iki 120 omų. Praktiškai PCB perdavimo liniją paprastai sudaro vielos pėdsakas, vienas ar daugiau atskaitos sluoksnių ir izoliacinės medžiagos. Pėdsakas ir sluoksniai sudaro valdymo varžą. PCB dažnai bus daugiasluoksnės, o valdymo varža gali būti sukonstruota įvairiais būdais. Tačiau, kad ir koks metodas būtų naudojamas, varžos vertę lems jos fizinė struktūra ir izoliacinės medžiagos elektroninės savybės:

       signalo pėdsako plotis ir storis;

       Šerdies arba iš anksto užpildytos medžiagos aukštis abiejose pėdsako pusėse;

       Pėdsakų ir lentos sluoksnių konfigūracija;

       Šerdies ir iš anksto užpildytos medžiagos izoliacinės konstantos.

       Yra dvi pagrindinės PCB perdavimo linijų formos: Microstrip ir Stripline.

       Mikrojuostelė:

       Mikrojuostelė yra juostinė viela, reiškianti perdavimo liniją, kurios atskaitos plokštuma yra tik vienoje pusėje, o viršus ir šonai yra veikiami oro (arba padengti), virš izoliacinės konstantos Er plokštės paviršiaus, susietos su galia arba įžeminimo plokštuma.

       Pastaba: iš tikrųjųPCB gamyba, plokštės gamintojas PCB paviršių dažniausiai padengia žalios alyvos sluoksniu, todėl skaičiuojant faktinę varžą, paviršiaus mikrojuostelių linijoms dažniausiai naudojamas toliau pateiktas modelis:

       Stripline:

       Juostinė linija yra laido juostelė, esanti tarp dviejų atskaitos plokštumų, kaip parodyta paveikslėlyje žemiau, o dielektrikų, pavaizduotų H1 ir H2, dielektrinės konstantos gali būti skirtingos.

       Aukščiau pateikti du pavyzdžiai yra tik tipiškas mikrojuostelių linijų ir juostinių linijų demonstravimas, yra daug skirtingų specifinių mikrojuostelių linijų ir juostų linijų, tokių kaip laminuotos mikrojuostelinės linijos ir kt., kurios visos yra susijusios su konkrečios PCB sudėties struktūra.

       Būdingajai varžai apskaičiuoti naudojamos lygtys reikalauja sudėtingų matematinių skaičiavimų, dažnai naudojant lauko sprendimo metodus, įskaitant ribinių elementų analizę, todėl naudojant specializuotą impedanso skaičiavimo programinę įrangą SI9000 tereikia valdyti charakteringos varžos parametrus:

       Izoliacijos sluoksnio Er dielektrinė konstanta, išlygiavimo plotis W1, W2 (trapecijos formos), išlygiavimo storis T ir izoliacijos sluoksnio storis H.