Menguasai Controlled Impedance: Teknik Esensial untuk Desain PCB yang Andalkan

31 Agu 2018

Miniaturisasi adalah tren panas di industri PCB. Ada permintaan besar untuk PCB yang ukurannya kompak dan cepat. Meskipun merupakan aset dalam banyak perangkat elektronik, ada banyak komponen dalam PCB cepat ini, yang mungkin tidak bekerja seperti yang diharapkan, dan mengakibatkan kegagalan. Oleh karena itu, produsen PCB mengetahui pentingnya untuk memperlambat rangkaian tertentu guna mengaktifkan fungsi spesifik komponen. Di sinilah controlled impedance dapat membantu. Apa itu controlled impedance? Apa pentingnya faktor ini? Apa saja faktor penentu controlled impedance? Di mana controlled impedance digunakan? Apakah pertanyaan-pertanyaan ini muncul di pikiran Anda? Jika ya, posting ini akan membantu Anda menemukan jawaban atas semua pertanyaan Anda.

Pendekatan Singkat tentang Controlled Impedance

Untuk memahami controlled impedance, penting bagi Anda untuk memahami impedance. Impedance hanya didefinisikan untuk sirkuit frekuensi tinggi. Ini adalah kombinasi induktansi dan kapasitansi sirkuit. Nilai impedance selalu bervariasi di antara dua titik, jika tidak dikendalikan dengan benar. Pada frekuensi tinggi, PCB traces tidak berperilaku seperti yang diharapkan, dan kualitas sinyal dapat menurun di berbagai titik. Controlled impedance membantu memastikan propagasi sinyal yang efisien, tanpa gangguan dan distorsi. Impedansi (Zo) sirkuit adalah karakteristik AC dan diukur dalam Ohm (Ω). Nilai target impedansi adalah 25 Ω - 125 Ω.

Faktor-faktor yang Menentukan Controlled Impedance

Impedansi PCB trace ditentukan oleh faktor-faktor, seperti resistansi, kapasitif reaktansi, dan konduktansi. Apa yang berkontribusi pada faktor-faktor ini? Nah, jawabannya, faktor-faktor ini ditentukan oleh elemen seperti dimensi fisik trace, ketebalan dielektrik, dan konstanta dielektrik dari bahan substrat yang digunakan dalam PCB. Nilai impedansi ditentukan oleh faktor-faktor berikut:

• Ketebalan dan lebar trace sinyal tembaga di bagian atas dan bawah
• Konstanta dielektrik dari material prepeg dan core
• Ketebalan material prepeg dan core di kedua sisi trace tembaga
• Jarak trace dari fitur tembaga lainnya

Tipe Controlled Impedance

Characteristic impedance adalah salah satu tipe controlled impedance yang paling umum. Berikut ini beberapa tipe penting lainnya yang dirujuk di pasar:

• Input impedance
• Image impedance
• Wave impedance

Aplikasi Umum Controlled Impedance

Controlled impedance dianggap ideal untuk aplikasi digital frekuensi tinggi:

• RF Communications
• High-Quality Analog Videos
• Computing above 100 MHz
• Telecommunication Equipment
• Low Noise Amplifiers

Kesalahan Manufaktur Umum yang Perlu Dihindari saat Membuat Rangkaian dengan Controlled Impedance

Berikut adalah beberapa kesalahan umum yang perlu dihindari saat menghasilkan rangkaian controlled impedance:

• Length Mismatches: Ketidakcocokan panjang antara pasangan diferensial tidak hanya akan menyebabkan distorsi sinyal tetapi juga meningkatkan tingkat kesalahan. Oleh karena itu, panjang harus dicocokkan dalam +/-5 mils. Juga, ujung yang tidak cocok dapat ditutup menggunakan serpentine routing.
• Traces without Reference Ground Planes: Sinyal kecepatan tinggi harus dirout ke lapisan bawah atau atas, dan ground reference plane yang lengkap harus diberikan pada lapisan berdekatan. Impedansi dapat meningkat jika tidak ada lapisan berdekatan.
• Multiple Types of Prepegs: Selalu lebih baik untuk menghindari menggunakan lebih dari tiga jenis prepegs pada papan sirkuit. Juga, perhatian harus diberikan untuk menjaga ketebalan dielektrik prepegs di bawah 10 mils. Prepegs dengan kaca tinggi dan kandungan resin rendah harus dihindari.

Semua ini berarti, Anda harus mempertimbangkan untuk membeli papan sirkuit controlled impedance ini hanya dari produsen yang terpercaya dan berpengalaman. Creative Hi-Tech adalah salah satu produsen populer papan sirkuit controlled impedance di AS.