Milyen változásokat hoz a PCB tervezési nyomkövetési szélessége
May 27, 2020
Amikor PCB routing, gyakran előfordul, hogy amikor a nyomkövet áthalad egy területen, mivel a korlátozott kábelezési hely a területen, szükséges, hogy egy vékonyabb vonal. A terület átadása után a vonal visszatér az eredeti szélességéhez. A nyomszélesség változása impedancia változásokat okoz, így tükröződés következik be, ami befolyásolja a jelet. Tehát milyen körülmények között lehet ezt a hatást figyelmen kívül hagyni, és milyen körülmények között kell figyelembe venni annak hatását?
Három tényező kapcsolódik ehhez a hatáshoz: az impedancia változásának nagysága, a jelemelkedési idő és a jel késleltetése a keskeny vonalon.
Először is lehetővé teszi, hogy megvitassák a nagysága az impedancia változás. A tervezés sok áramkör megköveteli, hogy a visszavert zaj kevesebb, mint 5%-a feszültség swing (ez kapcsolódik a zaj költségvetést a jel). A reflexiós együttható képlete szerint az impedancia hozzávetőleges változási sebessége a következőképpen számítható ki: 啦 Z/Z1≤10%. Ez az alapvető oka annak, hogy az áramköri lap ellenállásának tipikus indexe +/- 10%
Ha az impedancia változás csak egyszer fordul elő, például, miután a vonal szélessége változik 8mil 6mil, a 6mil szélesség e marad. Ahhoz, hogy megfeleljen a zaj költségvetési követelmény, hogy a jel visszaverés zaj a hirtelen változás nem haladja meg 5%-a feszültség swing, az impedancia változás kevesebb, mint 10%. Néha nehéz megtenni. Vegyük példaként a mikroszalag-vonal esetét az FR4 lapon. Ha a vonal szélessége 8 mil, a vonal és a referenciasík közötti vastagság 4mil, a jellegzetes impedancia pedig 46,5Ω. Miután a vonal szélessége 6mil-re változik, a jellegzetes impedancia 54,2Ω lesz, és az impedancia változási sebessége eléri a 20% -ot. A visszavert jel amplitúdójának meg kell haladnia a szabványt. Ami azt illeti, hogy mennyire befolyásolja a jelet, ez is kapcsolódik a jel emelkedési idő és a késedelem a jel a vezetési végén a reflexiós pont. De legalább ez egy lehetséges probléma. Szerencsére a probléma megoldható impedancia megfelelő felmondás.
Ha az impedancia változás fordul elő kétszer, például, miután a vonal szélessége változik 8mil 6mil, akkor vissza 8mil után húzta ki 2cm. Ezután a reflexió fordul elő mindkét végén a 2cm hosszú és 6mil széles vonal, az egyik az impedancia egyre nagyobb és pozitív reflexió fordul elő, és a másik impedancia kisebb lesz, és negatív reflexió fordul elő. Ha a két tükröződés közötti intervallum elég rövid, a két tükröződés érvénytelenítheti egymást, ezáltal csökkentve a hatást. Tegyük fel, hogy a továbbított jel 1V, az első rendszeres tükröződés 0,2 V tükröződik, az 1.2V továbbra is továbbítja előre, és a második reflexió -0,2 * 1,2 = 0,24v tükröződik vissza. Feltételezve, hogy a hossza a 6mil vonal rendkívül rövid, és a két reflexiók fordulnak elő szinte egyszerre, akkor a teljes visszavert feszültség csak 0,04V, ami kevesebb, mint a zaj költségvetési követelmény 5%. Ezért, hogy ez a reflexió befolyásolja a jelet, és mennyire befolyásolja kapcsolódik a késedelem az impedancia változás és a jel emelkedési idő. Kutatások és kísérletek kimutatták, hogy mindaddig, amíg a késedelem az impedancia változás kevesebb, mint 20%-a jel emelkedési idő, a visszavert jel nem okoz problémát.
Ha a jelemelkedési idő 1ns, akkor az impedancia változásnál a késleltetés kevesebb, mint 0,2 ns, ami 1,2 hüvelyknek felel meg, és a reflexió nem okoz problémát. Más szóval, ebben a példában, amíg a hossza a 6mil széles nyoma kevesebb, mint 3cm, nem lesz probléma.
Amikor a PCB tervezési nyomkövetési vonal szélessége megváltozik, gondosan elemezni kell, hogy az a tényleges helyzetnek megfelelő hatást okoz-e. Három paraméter miatt kell aggódni: mekkora az impedancia változása, mi a jelemelkedési idő, és mennyi ideig változik a vonal szélességének nyak alakú része. Körülbelül becslés a fenti módszer szerint, és hagyjon egy bizonyos mozgásteret megfelelően. Ha lehetséges, minimalizálja a nyakrész hosszát.
Meg kell jegyezni, hogy a tényleges PCB-feldolgozás során a paraméterek nem lehetnek olyan pontosak, mint az elmélet. Az elmélet útmutatást nyújthat a tervezésünkhöz, de nem másolható vagy dogmatikus. Végül is, ez egy gyakorlati tudomány. A becsült értéket a tényleges helyzetnek megfelelően megfelelően felül kell vizsgálni, majd a tervre alkalmazni kell. Ha úgy érzi, tapasztalatlan, legyen konzervatív, és állítsa megfelelően a gyártási költségek.