Kontrol Impedansi PCB

SebagaiPCB kecepatan peralihan sinyal terus meningkat, perancang PCB saat ini perlu memahami dan mengontrol impedansi jejak PCB. Dengan waktu pensinyalan yang lebih pendek dan laju jam yang lebih tinggi pada sirkuit digital modern, jejak PCB bukan lagi sambungan sederhana, melainkan jalur transmisi.

Dalam praktiknya, impedansi jejak perlu dikontrol pada kecepatan marjinal digital yang lebih tinggi dari 1ns atau frekuensi analog di atas 300Mhz. Salah satu parameter utama jejak PCB adalah impedansi karakteristiknya (yaitu rasio tegangan terhadap arus gelombang saat bergerak sepanjang saluran transmisi sinyal). Impedansi karakteristik konduktor papan sirkuit tercetak merupakan indikator penting dari desain papan sirkuit, terutama di bidangdesain PCBrangkaian frekuensi tinggi, harus dipertimbangkan bahwa impedansi karakteristik konduktor dan perangkat atau sinyal yang diperlukan oleh impedansi karakteristik sama, apakah cocok atau tidak. Ini melibatkan dua konsep: kontrol impedansi dan pencocokan impedansi, artikel ini berfokus pada kontrol impedansi dan masalah desain penumpukan.

Kontrol impedansi, konduktor pada papan sirkuit akan memiliki transmisi sinyal yang bervariasi, untuk meningkatkan laju transmisinya dan harus meningkatkan frekuensinya, saluran itu sendiri, jika karena etsa, ketebalan lapisan laminasi, lebar konduktor dan faktor lain yang berbeda, akan menghasilkan perubahan impedansi yang layak, sehingga sinyalnya terdistorsi. Oleh karena itu, konduktor pada papan sirkuit berkecepatan tinggi, nilai impedansinya harus dikontrol dalam kisaran tertentu, yang disebut "kontrol impedansi".

Impedansi jejak PCB akan ditentukan oleh induktansi, resistansi, dan konduktivitas induktif dan kapasitifnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi impedansi jejak PCB adalah: lebar kawat tembaga, ketebalan kawat tembaga, konstanta dielektrik dielektrik, ketebalan dielektrik, ketebalan bantalan, jalur kawat arde, jejak di sekitar jejak, dll. Impedansi PCB berkisar antara 25 hingga 120 ohm.

Dalam praktiknya, impedansi jejak perlu dikontrol pada kecepatan marjinal digital yang lebih tinggi dari 1ns atau frekuensi analog di atas 300Mhz. Salah satu parameter utama jejak PCB adalah impedansi karakteristiknya (yaitu rasio tegangan terhadap arus gelombang saat bergerak sepanjang saluran transmisi sinyal). Impedansi karakteristik konduktor papan sirkuit cetak merupakan indikator penting dari desain papan sirkuit, terutama dalam desain PCB sirkuit frekuensi tinggi, harus diperhatikan bahwa impedansi karakteristik konduktor dan perangkat atau sinyal yang diperlukan oleh impedansi karakteristik sama, cocok atau tidak. Ini melibatkan dua konsep: kontrol impedansi dan pencocokan impedansi, artikel ini berfokus pada kontrol impedansi dan masalah desain penumpukan.

Kontrol impedansi, konduktor pada papan sirkuit akan memiliki transmisi sinyal yang bervariasi, untuk meningkatkan laju transmisinya dan harus meningkatkan frekuensinya, saluran itu sendiri, jika karena etsa, ketebalan lapisan laminasi, lebar konduktor dan faktor lain yang berbeda, akan menghasilkan perubahan impedansi yang layak, sehingga sinyalnya terdistorsi. Oleh karena itu, konduktor pada papan sirkuit berkecepatan tinggi, nilai impedansinya harus dikontrol dalam kisaran tertentu, yang disebut "kontrol impedansi".

Impedansi jejak PCB akan ditentukan oleh induktansi, resistansi, dan konduktivitas induktif dan kapasitifnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi impedansi jejak PCB adalah: lebar kawat tembaga, ketebalan kawat tembaga, konstanta dielektrik dielektrik, ketebalan dielektrik, ketebalan bantalan, jalur kawat arde, jejak di sekitar jejak, dll. Impedansi PCB berkisar antara 25 hingga 120 ohm. Dalam praktiknya, saluran transmisi PCB biasanya terdiri dari jejak kawat, satu atau lebih lapisan referensi, dan bahan isolasi. Jejak dan lapisan membentuk impedansi kendali. PCB sering kali berlapis-lapis dan impedansi kontrol dapat dibuat dengan berbagai cara. Namun, apapun metode yang digunakan, nilai impedansi akan ditentukan oleh struktur fisik dan sifat elektronik bahan isolasi:

       Lebar dan ketebalan jejak sinyal;

       Ketinggian inti atau material yang telah diisi sebelumnya di kedua sisi jejak;

       Konfigurasi jejak dan lapisan papan;

       Konstanta isolasi inti dan material yang telah diisi sebelumnya.

       Ada dua bentuk utama jalur transmisi PCB: Microstrip dan Stripline.

       Mikrostrip:

       Mikrostrip adalah kawat pita, artinya saluran transmisi dengan bidang acuan pada satu sisi saja, dengan bagian atas dan samping terkena udara (atau dilapisi), di atas permukaan papan Er konstan isolasi, direferensikan ke bidang daya atau ground.

       Catatan: SebenarnyaPembuatan PCB, produsen papan biasanya melapisi permukaan PCB dengan lapisan minyak hijau, sehingga dalam perhitungan impedansi sebenarnya, model yang ditunjukkan di bawah ini biasanya digunakan untuk jalur mikrostrip permukaan:

       Garis garis:

       Garis strip adalah potongan kawat yang ditempatkan di antara dua bidang referensi, seperti yang ditunjukkan pada gambar di bawah, dan konstanta dielektrik dielektrik yang diwakili oleh H1 dan H2 bisa berbeda.

       Dua contoh di atas hanyalah contoh umum dari garis mikrostrip dan garis strip, terdapat banyak jenis garis dan garis mikrostrip tertentu, seperti garis mikrostrip laminasi, dll., yang semuanya terkait dengan struktur tumpukan PCB tertentu.

       Persamaan yang digunakan untuk menghitung impedansi karakteristik memerlukan perhitungan matematis yang rumit, sering kali menggunakan metode penyelesaian lapangan, termasuk analisis elemen batas, jadi dengan menggunakan perangkat lunak penghitungan impedansi khusus SI9000, yang perlu kita lakukan hanyalah mengontrol parameter impedansi karakteristik:

       Konstanta dielektrik lapisan isolasi Er, lebar lapisan W1, W2 (trapesium), tebal lapisan T dan tebal lapisan isolasi H.