Kako se brzina prebacivanja PCB signala i dalje povećava, današnji PCB planeri moraju razumjeti i manipulirati impedancijom PCB tragova. Odgovarajući kraćem vremenu prijenosa signala i većoj brzini takta modernih digitalnih sklopova, tragovi PCB-a više nisu jednostavne veze, već prijenosne linije.
U praksi je poželjno manipulirati impedancijom praćenja kada je brzina digitalne ivice iznad 1 ns ili kada simulirana frekvencija prelazi 300 Mhz. Jedan od ključnih parametara PCB traga je njegova karakteristična impedancija (tj. Omjer napona i struje dok val putuje duž linije za prijenos signala). Karakteristična impedancija vodiča na tiskanoj ploči važan je pokazatelj rasporeda ploče. Osobito u PCB planiranju visokofrekventnih krugova potrebno je razmotriti da li su karakteristična impedancija vodiča i karakteristična impedancija koju zahtijeva oprema ili signal zajedničke i podudaraju se. . To uključuje dva koncepta: impedancijsko upravljanje i podudaranje impedancije. Ovaj članak ukazuje na pitanja upravljanja impedancijom i planiranja slaganja.
Kontrola impedancije
Kontrola impedancije (eImpedance Control), u provodnicima na strujnoj ploči prenose se različiti signali. Potrebno je poboljšati frekvenciju radi poboljšanja brzine prenosa. Ako je linija urezana, debljina laminirane žice, širina žice i drugi različiti elementi, impedansa se vrijedi promijeniti i signal je izobličen. Stoga se provodnik na ploči brzog kruga, njegova vrijednost impedancije, treba kontrolirati unutar određenog raspona, koji se naziva "kontrola impedance".
Impedancija PCB traga bit će potvrđena njegovom induktivnom i kapacitivnom induktivnošću, otpornošću i provodljivošću. Glavni faktori koji utječu na impedansu PCB traga su: širina bakrene žice, debljina bakrene žice, dielektrična konstanta dielektrika, debljina dielektrika, debljina jastučića, način tla žica i tragovi oko traga. Otpornost PCB-a se kreće od 25 do 120 ohma.
U praksi se PCB dalekovodi obično sastoje od žice traga, jednog ili više referentnih slojeva i izolacijskih materijala. Tragovi i ploče tvore impedansu upravljača. PCB će često biti višeslojne, a impedancija upravljača može se graditi na različite načine. Međutim, bez obzira na korištenu metodu, vrijednost impedancije određivat će se zbog njegove fizičke strukture i električnih svojstava izolacijskog materijala:
Širina i debljina traga signala
Visina jezgre ili prethodno napunjenog materijala s obje strane traga
Konfiguracija praćenja i ploče
Izolacijska konstanta jezgre i napunjeni materijal
Postoje dva glavna oblika PCB dalekovoda: Microstrip i Stripline.
Microstrip:
Linija za mikrotrakasta traka je provodnik, koji se odnosi na dalekovod sa referentnom ravninom s jedne strane, a gornja i bočna strana izložena su zraku (također obloženom slojem presvlake), koji se postavlja na površinu izolacije konstantna Er ploča naziva se napajanje ili uzemljena ravnina. Kao što je prikazano u nastavku:
Napomena: U praksi proizvodnje PCB-a, fabrika ploča uglavnom nanosi sloj zelenog ulja na površinu ploče. Stoga se u proračunu praktične impedance površinska linija mikrotraka obično izračunava korištenjem modela prikazanog na sljedećoj slici:
Stripline:
Linija trake je vodnik trake postavljen između dvije referentne ravnine, kao što je prikazano na sljedećoj slici, dielektrične konstante dielektrika prikazanih H1 i H2 mogu biti različite.
Gornja dva primjera samo su tipičan primjer mikrotrakasta linija i pruga. Postoji mnogo vrsta mikrotrakasta linija i traka kao što su laminirane mikrotrakarske linije koje su povezane sa laminiranom strukturom određenog PCB-a.
Matematički proračun za izračunavanje ekvivalenta karakteristične impedance obično se temelji na metodi terenskog rješenja, koja uključuje analizu elementa jaz. Stoga, koristeći poseban softver za računovodstvo impedance SI9000, ono što trebamo učiniti je manipulirati karakterističnim parametrima impedance:
Dielektrična konstanta Er izolacijskog sloja, širine traga W1, W2 (trapezoidna), debljina traga T i debljina H izolacijskog sloja.
Opis W1, W2:
Potrebno je izračunati vrijednost u crvenom okviru. Ostala stanja analogija.
Sljedeće koristi računovodstvo SI9000 za ispunjavanje zahtjeva kontrole impedancije:
Prvo izračunajte kontrolu jednostrane impedance u DDR podatkovnoj liniji:
TOP sloj: Debljina bakra je 0,5OZ, širina traga 5 MIL, razmak od referentne ravnine 3,8 MIL, a dielektrična konstanta 4,2. Odaberite model, zamijenite parametre i odaberite proračun bez gubitaka, kao što je prikazano:
Premaz označava premaz. Ako nema premaza, debljinu napunite s 0, a dielektrična konstanta se napuni sa 1 (zrak).
Supstrat označava da se supstratni sloj, tj. Dielektrični sloj, obično bira između FR-4, a debljina se izračunava softverom za izračun impedancije, a dielektrična konstanta je 4,2 (kada je frekvencija manja od 1 GHz).
Kliknite na stavku Težina (oz) za podešavanje debljine bakra. Debljina bakra određuje debljinu traga.
9. Koncept Preprega / jezgre za izolaciju:
PP (prepreg) je vrsta dielektričnog materijala sastavljenog od staklenih vlakana i epoksidne smole. Jezgro je takođe medij tipa PP, ali njegove su dvije strane prekrivene bakrenom folijom, ali PP nije. Kod izrade višeslojne ploče, CORE i C su općenito PP suradnja, CORE i CORE su spojene s PP.
10. Predostrožnosti pri planiranju slaganja PCB-a:
(1), problem ratnih dejstava
Planiranje laminiranja PCB-a treba biti simetrično, tj. Debljina dielektričnog sloja i debljina svakog bakra od bakra su simetrični. Kada se koristi šesteroslojna ploča, dielektrična debljina i debljina bakra TOP-GND i BOTTOM-POWER uobičajeni su, GND-L2 Zajednički s debljinom i debljinom bakra L3-POWER. To ne uzrokuje ratovanje u trenutku laminiranja.
(2) Signalni sloj treba biti čvrsto vezan s obližnjom referentnom ravninom (tj. Debljina medija između sloja signala i obližnjeg bakrenog sloja treba biti mala); bakar za napajanje i brušeni bakar moraju biti čvrsto povezani.
(3) U vrlo visokoj brzini moguće je sudjelovati u formiranju viška kako bi se blokirao signalni sloj, ali nije preporučljivo blokirati više slojeva napajanja, što može stvoriti nepotrebne smetnje od buke.
(4) Tipična raspodjela sloja rasporeda stakala prikazana je u sljedećoj tablici:
(5), opće smjernice za raspored slojeva:
Donja strana sastavne površine (drugi sloj) je zemljana ravnina, opskrbljuje zaštitni sloj opreme i dovodi referentnu ravninu za ožičenje gornjeg sloja;
Svi slojevi signala mogu biti susjedni ravnini uzemljenja;
Pokušajte da sprečite da dva sloja signala budu direktno u susjedstvu;
Glavni izvor napajanja može biti odgovarajuće njoj;
Razmotrimo simetriju laminirane strukture.
Što se tiče rasporeda matične ploče, postojećim je matičnim pločama teško kontrolirati paralelno ožičenje dugih intervala, a radna frekvencija ploče je iznad 50 MHz.
(Za uvjete ispod 50 MHZ, pogledajte odgovarajuće opuštanje), preporučene smjernice za izgled:
Površina sastavnog dijela i površina za zavarivanje su kompletne prizemne plohe (štit);
Nema susjednih paralelnih slojeva ožičenja;
Svi slojevi signala mogu biti susjedni ravnini uzemljenja;
Signal ključa nalazi se uz sloj, a ne preko particije
