9 Tips untuk kontrol Impedansi dalam Desain PCB Digital Kecepatan Tinggi

Memahami Faktor Dasar Kontrol Impedansi

Menghubungkan kabel di PCB melakukan lebih dari satu fungsi. Selain aliran arus, mereka juga memiliki bagian dalam saluran transmisi sinyal. Multi-fungsi membantu dalam memaksimalkan output dari ukuran kecil dan digitalisasi.

Sangat penting untuk mencegah refleksi transmisi sinyal di PCB. Kontrol Impedansi, penyelarasan, dan pencocokan impedansi dapat mengurangi kehilangan Transmisi di sirkuit. Impedansi adalah sifat karakteristik di antara sirkuit AC. Ini adalah loop paralel resistansi dan bidang daya yang ditawarkan ke aliran AC.

Berbagai alasan dapat memengaruhi impedansi karakteristik desain PCB Anda. Banyak kesalahan muncul dari saluran transmisi yang rusak.

Impedansi karakteristik juga dapat bervariasi karena penyebab lain. Faktor yang mungkin termasuk:

1. Ketebalan jejak sirkuit.

2. Prepreg di sekitar jejak sirkuit Nilai dielektrik.

3. Ketebalan isolator juga berperan.

Pilih Dielektrik yang Tepat

Konstanta dielektrik dapat mempengaruhi impedansi karakteristik secara besar-besaran. Penting untuk menghitung jumlah impedansi terkontrol dari Desain PCB Anda. Impedansi karakteristik sebanding dengan lebar bahan dielektrik. Semakin besar lebar dielektrik isolasi, semakin tinggi nilai impedansinya.

Pabrikan menggunakan Dielektrik di Sirkuit PCB untuk tujuan isolasi. Bahan dalam papan substrat- pilih dari sejumlah besar bahan komponen. Yang populer termasuk FR-4- laminasi fiberglass-epoksi. Ini juga tahan api - properti yang berguna jika PCB terlalu panas. Berdasarkan desain Anda- Anda juga dapat memilih bahan FLEX yang fleksibel.

Konstanta dielektrik adalah variabel tentang frekuensi. Pilih bahan yang memiliki nilai konstan dan konsisten melalui rentang frekuensi yang luas. Mereka cocok untuk aplikasi frekuensi tinggi papan PCB Anda.

Cegah Lintasan Jejak melintasi Bidang Terpisah

Para ahli menyarankan merutekan sinyal kecepatan/frekuensi tinggi melalui bidang referensi darat. Perhatikan untuk menghindari perutean kabel jejak di seluruh bidang terpisah setiap saat. Satu-satunya waktu pengecualian adalah jika Anda ingin meningkatkan impedansi terkontrol.

Ada beberapa aspek negatif dari melintasi jejak melintasi bidang terbelah. Beberapa di antaranya adalah:

1. Penundaan transmisi sinyal karena induktansi seri.

2. Gangguan dan gangguan sinyal.

3. Penurunan integritas sinyal.

Sebuah alternatif untuk cross-tracing adalah penggunaan kapasitor jahitan di pesawat split. Mereka menyediakan jalur kembali yang tepat untuk arus. Ini mengarah pada pengurangan area loop saat ini. Dengan cara ini, Anda dapat memiliki kontrol impedansi yang diinginkan.

Selalu Simpan Pesawat Tanah Referensi

Kita perlu merujuk ke jalur tanah sebagai jalur balik untuk arus bolak-balik. Sebagian besar area yang tidak ditempati oleh jejak sirkuit membentuk bidang tanah referensi. Area yang luas memungkinkan kembalinya arus besar tanpa penurunan tegangan yang signifikan. Untuk PCB yang beroperasi pada tingkat frekuensi Radio, bidang dasar mengurangi gangguan sinyal. Ini juga mengurangi interferensi melalui loop tanah.

Bidang tanah juga penting untuk kontrol impedansi. Lebih lanjut, ini mencegah crosstalk antara 2 jejak sirkuit berdampingan. Ini juga mencegah penurunan tegangan yang signifikan selama perubahan keadaan sirkuit. Catu daya atau jejak tanah dengan impedansi tinggi dapat menyebabkan pemantulan tanah.

Ini mengganggu fungsi komponen sirkuit lainnya. Area yang luas dari ground referensi memiliki impedansi yang lebih kecil. Akibatnya, pulsa saat ini menyebabkan lebih sedikit kerusakan.

Ketahui tentang Batasan Pra-hamil

Prahamil (kependekan dari pra-diresapi) menemukan kegunaannya dalam menggabungkan inti tergores. Aplikasi lainnya- memasang kawat tembaga ke alasnya. Komponen penguat mungkin memiliki beberapa bahan penyusun. Secara umum, biasanya terdiri dari fiberglass dan bahan resin berbasis epoksi. Menekan dua lapisan pada suhu tinggi menciptakan ketebalan yang dibutuhkan.

Para ahli merekomendasikan untuk menggunakan paling banyak tiga jenis prepreg yang berbeda selama core stack-up. Setiap lapisan harus kurang dari 10 milimeter untuk menghindari variasi ketebalan.

Hindari prepreg yang memiliki kandungan resin rendah. Mereka dapat menyebabkan kelaparan resin selama waktu laminasi. Papan harus simetris dalam desain. Untuk kontrol impedansi yang lebih besar, keseragaman konstanta dielektrik diperlukan. Konsistensi yang lebih besar juga diinginkan.

Selain itu, konstanta dielektrik dalam bahan leburan prepreg bervariasi. Mereka biasanya berbeda dibandingkan dengan bahan inti asli. Pilih bahan prepreg yang sebanding dengan CTE (Koefisien Ekspansi Termal) Tembaga.

Ukuran Jejak Kontrol Impedansi

Jejak berguna dalam menentukan impedansi terkontrol dari Papan PCB berkecepatan tinggi Anda. Hitung kontrol impedansi menggunakan dimensi jejak. Empat pengukuran yang diperlukan untuk perhitungan ini adalah:

● H:Tinggi jejak.

● Er:Nilai Dielektrik.

● T:Ketebalan bukti.

● W:Lebar bukti.

Trace Impedance bervariasi dengan perubahan di masing-masing unit berikut. Oleh karena itu, penting untuk menentukan dimensi-dimensi ini sebelumnya. Perbedaan drastis dalam lebar jejak dapat menyebabkan koneksi yang salah. Dalam kasus ekstrim, dapat merusak PCB. Lebih baik hindari dimensi jejak standar. Mereka mungkin atau mungkin tidak bekerja sesuai dengan Desain PCB Anda.

Gunakan Kalkulator Impedansi Aman

Menghitung tingkat impedansi sangat penting dalam beberapa tahap. Hal ini terutama diperlukan selama Tahap Desain PCB. Temukan nilai impedansi terkontrol dalam Desain PCB Anda. Setelah itu, Anda dapat memutuskan perubahan atau tingkat toleransi yang diterima.

Masalah utama adalah perhitungan itu sendiri. Persamaan nilai impedansi melibatkan serangkaian persamaan kompleks yang melelahkan. Selain dimensi, Anda juga akan membutuhkan nilai konstanta dielektrik. Anda perlu mengetahui nilai logaritmik yang akurat, nilai fungsi, dan banyak lagi. Juga tidak mungkin memiliki kalkulator ilmiah di dekat Anda setiap saat.

Pilihan online untuk menghitung impedansi tersedia saat ini. Beberapa situs melakukan bagian perhitungan untuk Anda. Sajikan dimensi jejak dan nilai konstanta dielektrik. Anda akan mendapatkan nilai impedansi dalam waktu singkat.

Alat Desain PCB yang Baik Sangat Penting

Dengan kemajuan teknologi, banyak pilihan bantuan sekarang tersedia. Alat dan perangkat lunak untuk desain PCB tidak pernah terdengar beberapa dekade yang lalu. Beberapa bahkan memiliki komponen terintegrasi untuk perkiraan biaya material. Cobalah di antara beberapa opsi yang tersedia dan pilih favorit.

Desainer PCB mencoba favorit mereka di antara Altium Designer, PowerPCB, ORCAD, Autodesk Eagle. Pilihan lainnya termasuk KiCAD EDA, Solidworks PCB, dan banyak lagi. Masing-masing memiliki beberapa pro dan kontra. Pertimbangkan kompatibilitas dengan sistem Anda saat ini sebelum membeli.

Lakukan Analisis Integritas Sinyal

Masuk akal untuk menjalankan tes Analisis Integritas Sinyal sebelum melakukan pemesanan. Prosedurnya juga logis jika Anda membuat PCB sendiri.

Mencari tahu kemungkinan kesalahan dalam tahap pengujian adalah cara yang tepat untuk menghemat biaya. Ini juga mencegah redundansi, pemborosan bahan komponen, percobaan, dan kegagalan. Anda dapat menemukan apakah level kontrol impedansi sesuai dengan target yang Anda inginkan. Sarankan pabrikan tentang tingkat toleransi yang dapat diterima dari perintah kerja PCB.

Ringkasan

Kami harap Anda sekarang mengetahui metode untuk memastikan kontrol impedansi desain papan PCB Anda. Pertimbangkan potensi bahan dielektrik dan dimensi jejak pada tahap desain PCB.

Pencegahan persilangan jejak melintasi bidang terbelah adalah praktik desain yang sangat baik. Hal yang sama juga berlaku untuk menjaga bidang tanah referensi. Praktek-praktek ini bermanfaat dalam jangka panjang.

1. Cobalah untuk menghindari penggunaan lebih dari tiga prepreg yang berbeda dalam stack-up.

2. Ada banyak alat dan perangkat lunak yang tersedia.

3. Gunakan semua yang diperlukan untuk mendapatkan hasil terbaik yang diinginkan.

4. Periksa integritas sinyal sebelum menempatkan pesanan terakhir.

Di Wiring, kami memiliki keahlian dan pengalaman teknis. Anda akan menyukai pengaturan kami yang canggih untuk Manufaktur PCB. Dan kemampuan kami untuk memberikan solusi PCB yang dapat disesuaikan sesuai kebutuhan Anda. Bicaralah dengan kami tentang kebutuhan kustomisasi dan PCB Anda hari ini!