Како се брзине пребацивања ПЦБ сигнала и даље повећавају, данашњи ПЦБ планери морају разумјети и манипулирати импеданцијом ПЦБ трагова. У складу са краћим временима преноса сигнала и већим тактима модерних дигиталних кола, трагови ПЦБ-а више нису једноставне везе, већ преносне линије.
У пракси је пожељно манипулирати импеданцијом праћења када је брзина дигиталне ивице већа од 1 нс или када симулирана фреквенција прелази 300 Мхз. Један од кључних параметара ПЦБ трага је његова карактеристична импеданција (тј. Однос напона и струје док талас путује дуж линије за пренос сигнала). Карактеристична импеданција проводника на штампаној плочи важан је показатељ распореда плоче. Нарочито у ПЦБ планирању високофреквентних кругова потребно је размотрити да ли су карактеристична импеданција проводника и карактеристична импеданција коју захтева опрема или сигнал заједничке и подударају се. . То укључује два концепта: управљање импеданцијом и подударање импеданце. Овај чланак указује на питања управљања импеданцијом и планирања слагања.
Контрола импеданције
Контрола импеданције (еИмпеданце Цонтрол), у проводницима на струјној плочи преносе се различити сигнали. Неопходно је побољшати фреквенцију да би се побољшала брзина преноса. Ако је линија урезана, дебљина слоја, ширина жице и други различити елементи, импеданса се вреди променити и сигнал је изобличен. Стога се проводник на плочи брзог круга, његова вредност импеданције, треба контролисати у одређеном распону, који се назива "контрола импеданце".
Импеданција ПЦБ трага биће потврђена његовом индуктивном и капацитивном индуктивношћу, отпорношћу и проводљивошћу. Главни фактори који утичу на импедансу ПЦБ трага су: ширина бакрене жице, дебљина бакрене жице, диелектрична константа диелектрика, дебљина диелектрика, дебљина јастучића, начин тла жице и трагова око трага. Отпорност ПЦБ-а се креће од 25 до 120 охма.
У пракси се ПЦБ далеководи обично састоје од жице, једног или више референтних слојева и изолационих материјала. Трагови и плоче формирају импедансу управљача. ПЦБ ће често бити вишеслојне, а импеданција управљача може се градити на више начина. Међутим, без обзира на кориштену методу, вредност импеданције биће одређена њеном физичком структуром и електричним својствима изолационог материјала:
Ширина и дебљина трага сигнала
Висина језгре или претходно напуњеног материјала са обе стране трага
Конфигурација праћења и плоче
Изолацијска константа језгре и претходно напуњеног материјала
Постоје два главна облика ПЦБ далековода: Мицрострип и Стриплине.
Мицрострип:
Линија за микротракаста трака је проводник, који се односи на далековод са референтном равнином на једној страни, а горња и бочна страна су изложене ваздуху (такође обложеном слојем пресвлаке), који се поставља на површину изолације константна Ер плочица се односи на напајање или уземљење. Како је приказано испод:
Напомена: У пракси производње ПЦБ-а фабрика плоча углавном наноси слој зеленог уља на површину плоче. Због тога се у прорачуну практичне импеданце површинска микротракаста линија обично израчунава помоћу модела приказаног на следећој слици:
Стриплине:
Линија траке је проводник траке смештен између две референтне равни, као што је приказано на следећој слици, диелектричне константе диелектрика представљених Х1 и Х2 могу бити различите.
Горња два примера само су типичан пример микротракаста линија и линија трака. Постоји много врста микротракаста линија и трака, као што су ламиниране микротракарске линије, које су повезане са ламинираном структуром одређеног ПЦБ-а.
Математички прорачун за израчунавање еквивалента карактеристичне импеданце обично се заснива на методи теренског решења, која укључује анализу елемента празнине. Због тога, користећи специјални софтвер за рачуноводство импеданце СИ9000, оно што морамо да урадимо је да манипулишемо карактеристичним параметрима импеданце:
Диелектрична константа Ер изолационог слоја, ширина трага В1, В2 (трапезоидна), дебљина трага Т и дебљина Х изолационог слоја.
Опис В1, В2:
Потребно је израчунати вредност у црвеном пољу. Друга аналогија условима.
Следеће користи рачуноводство СИ9000 да испуни захтеве контроле импеданције:
Прво израчунајте контролу једностране импеданце у ДДР линији података:
ТОП слој: Дебљина бакра је 0,5 ОЗ, ширина трага 5 МИЛ, размак од референтне равни је 3,8 МИЛ, а диелектрична константа 4,2. Изаберите модел, замените параметре и изаберите израчунавање губитака, као што је приказано:
Премаз означава премаз. Ако нема премаза, дебљину напуните са 0, а диелектрична константа се напуни са 1 (ваздух).
Подлога означава да се супстратни слој, тј. Диелектрични слој, обично бира између ФР-4, а дебљина се израчунава софтвером за прорачун импеданције, а диелектрична константа је 4,2 (када је фреквенција мања од 1 ГХз).
Кликните на ставку Тежина (оз) за подешавање дебљине бакра. Дебљина бакра одређује дебљину трага.
9. Концепт Препрег / језгре за изолацију:
ПП (препрег) је врста диелектричног материјала састављеног од стаклених влакана и епоксидне смоле. Језгро је такође медијум типа ПП, али његове две стране су прекривене бакреном фолијом, али ПП није. Када се израђује вишеслојна плоча, ЦОРЕ и Ц су углавном ПП сарадња, ЦОРЕ и ЦОРЕ су спојене са ПП.
10. Мере предострожности при планирању слагања ПЦБ-а:
(1), проблем ратних дејстава
Планирање ламинирања ПЦБ-а треба бити симетрично, односно дебљина диелектричног слоја и дебљина сваког бакра су симетрични. Када се користи шестеро-слојна плоча, диелектрична дебљина и дебљина бакра ТОП-ГНД и БОТТОМ-ПОВЕР су уобичајени, ГНД-Л2 Заједнички с дебљином и дебљином бакра Л3-ПОВЕР. Ово не изазива ратовање у тренутку ламинирања.
(2) Сигнални слој треба да буде чврсто везан са оближњом референтном равнином (тј. Дебљина медија између сигналног слоја и оближњег бакреног слоја треба да буде мала); бакар за напајање и млевени бакар морају бити чврсто повезани.
(3) У врло високој брзини могуће је учествовати у формирању вишка ради блокирања сигналног слоја, али се не препоручује блокирање више слојева напајања, што може створити непотребне сметње од буке.
(4) Типична расподјела слојева распореда стакала приказана је у сљедећој табели:
(5), опште смернице за распоред слојева:
Доња страна компонентне површине (други слој) је земљана равнина, која доводи заштитни слој опреме и доводи референтну равнину за ожичење горњег слоја;
Сви слојеви сигнала могу бити суседни са земљином равнином;
Покушајте да спречите да се два слоја сигнала директно додирују;
Главни извор напајања може бити одговарајуће њему;
Размотрите симетрију ламиниране конструкције.
Што се тиче распореда матичне плоче, постојећим је матичним плочама тешко контролирати паралелно ожичење дугих интервала, а радна фреквенција плоче је изнад 50 МХз.
(За услове испод 50 МХЗ, погледајте одговарајуће опуштање), препоручене смернице за распоред:
Површина саставног дела и површина за заваривање су комплетне равни (штит);
Нема суседних паралелних слојева ожичења;
Сви слојеви сигнала могу бити суседни са земљином равнином;
Сигнал кључа налази се поред слоја, а не преко партиције
