Ce modificări va pcb design trace lățime a aduce
May 27, 2020
Atunci când rutarea PCB, se întâmplă adesea ca atunci când urma trece printr-o zonă, din cauza spațiului limitat de cablare în zonă, este necesar să se utilizeze o linie mai subțire. După trecerea acestei zone, linia revine la lățimea inițială. Modificările în lățimea urmelor vor provoca modificări de impedanță, astfel încât va avea loc o reflexie, care va afecta semnalul. Deci, în ce circumstanțe poate fi ignorat acest efect și în ce circumstanțe trebuie să luăm în considerare impactul său?
Există trei factori legați de acest efect: amploarea schimbării impedanței, timpul de creștere a semnalului și întârzierea semnalului pe linia îngustă.
În primul rând să discutăm despre amploarea schimbării impedanței. Proiectarea mai multor circuite necesită ca zgomotul reflectat să fie mai mic de 5% din balansul de tensiune (acest lucru este legat de bugetul de zgomot de pe semnal). Conform formulei coeficientului de reflexie, rata de schimbare aproximativă a impedanței poate fi calculată astfel: "Z/Z1≤10%. Acesta este motivul de bază pentru care indicele tipic al rezistenței plăcii de circuite este de +/- 10%
Dacă schimbarea impedanței are loc o singură dată, de exemplu, după ce lățimea liniei este modificată de la 8mil la 6mil, lățimea de 6mil este menținută. Pentru a îndeplini cerința privind bugetul de zgomot ca zgomotul de reflexie a semnalului la schimbarea bruscă să nu depășească 5% din balansul de tensiune, schimbarea impedanței trebuie să fie mai mică de 10%. Uneori este dificil de făcut. Să luăm ca exemplu cazul liniei microstrip de pe foaia FR4. Dacă lățimea liniei este de 8 mil, grosimea dintre linie și planul de referință este de 4mil, iar impedanța caracteristică este de 46,5Ω. După ce lățimea liniei se modifică la 6mil, impedanța caracteristică devine 54,2Ω, iar rata de schimbare a impedanței ajunge la 20%. Amplitudinea semnalului reflectat trebuie să depășească standardul. În ceea ce privește cât de mult afectează semnalul, acesta este, de asemenea, legat de timpul de creștere a semnalului și întârzierea semnalului de la capătul de conducere la punctul de reflexie. Dar cel puțin asta e o potențială problemă. Din fericire, problema poate fi rezolvată prin impedanță de potrivire de reziliere.
În cazul în care schimbarea impedanță are loc de două ori, de exemplu, după lățimea liniei este schimbat de la 8mil la 6mil, acesta va fi înapoi la 8mil după ce a fost scos 2cm. Apoi, reflexia va avea loc la ambele capete ale liniei de 2cm lungime și 6mil lățime, una este impedanța devine mai mare și apare reflexia pozitivă, iar cealaltă este impedanța devine mai mică și apare reflexia negativă. Dacă intervalul dintre două reflexii este suficient de scurt, cele două reflexii se pot anula reciproc, reducând astfel impactul. Să presupunem că semnalul transmis este 1V, prima reflexie regulată are 0,2V reflectată, 1,2V continuă să transmită înainte, iar a doua reflexie are -0,2 * 1,2 = 0,24v reflectat înapoi. Presupunând că lungimea liniei de 6mil este extrem de scurtă și cele două reflexii apar aproape simultan, atunci tensiunea totală reflectată este de numai 0,04V, ceea ce este mai mică decât cerința bugetului de zgomot de 5%. Prin urmare, dacă această reflecție afectează semnalul și cât de mult afectează este legată de întârzierea la schimbarea impedanță și timpul de creștere a semnalului. Cercetările și experimentele au arătat că, atâta timp cât întârzierea la schimbarea impedanței este mai mică de 20% din timpul de creștere a semnalului, semnalul reflectat nu va cauza probleme.
În cazul în care timpul de creștere a semnalului este de 1ns, atunci întârzierea la schimbarea impedanță este mai mică de 0.2ns corespunzătoare 1.2 inch, și reflecție nu va provoca probleme. Cu alte cuvinte, pentru cazul acestui exemplu, atâta timp cât lungimea urmei de 6mil larg este mai mică de 3cm, nu va fi nici o problemă.
Atunci când pcb design trasare a liniei de lățime modificări, ar trebui să fie atent analizate dacă provoacă un impact în funcție de situația reală. Există trei parametri care trebuie să fie preocupați: cât de mare este schimbarea impedanței, care este timpul de creștere a semnalului și cât timp este partea în formă de gât a amplorii liniei. Se estimează aproximativ în conformitate cu metoda de mai sus și se lasă o anumită marjă în mod corespunzător. Dacă este posibil, minimizați lungimea părții gâtului.
Trebuie subliniat faptul că, în prelucrarea reală a PCB, parametrii nu pot fi la fel de exacte ca teoria. Teoria poate oferi îndrumare pentru designul nostru, dar nu poate fi copiat sau dogmatic. La urma urmei, aceasta este o știință practică. Valoarea estimată ar trebui revizuită în mod corespunzător în funcție de situația reală și apoi aplicată proiectului. Dacă vă simțiți fără experiență, să fie conservatoare și ajustați în mod corespunzător în funcție de costurile de fabricație.