Wat PCB-ontwerper moet weten over impedantiebesturingsprint
Gecontroleerde impedantie PCB Betekenis
Impedantiecontrole is een van de belangrijkste zorgen en lastige problemen geweest bij het ontwerpen van PCB's met hoge snelheid. Impedantie is de som van de weerstand en reactantie van een elektrisch circuit. De weerstand is de oppositie tegen de stroom die in alle materialen aanwezig is. In hoogfrequentietoepassingen helpt gecontroleerde impedantie ons ervoor te zorgen dat signalen niet worden verslechterd terwijl ze langs een PCB lopen. Weerstand en reactantie van een elektrisch circuit hebben een grote invloed op de functionaliteit, omdat bepaalde processen vóór andere moeten worden voltooid om een goede werking te garanderen.
Vanwege complexe processors worden USB-apparaten en antennes rechtstreeks op het oppervlak van de printplaat geprint. De snelheid van signaalomschakeling op de printplaat neemt toe en de elektrische kenmerken van de sporen die signalen tussen apparaten uitzenden worden steeds belangrijker. Daarom hebben steeds meer PCB-ontwerpen impedantiecontrole en testen nodig.
Impedantiebesturingstechnologieën zijn vrij belangrijk bij het ontwerpen van digitale circuits met hoge snelheid, waarbij effectieve methoden moeten worden toegepast om de uitstekende prestaties van snelle PCB's te garanderen. De impedantie van een PCB wordt grotendeels bepaald door enkele factoren, zoals spoorbreedte, koperdikte, diëlektrische dikte, diëlektrische constante. Impedantie, meestal gemeten in Ohm. We moeten de weerstand en reactantie van een elektrisch circuit regelen om de kwaliteit van het signaal in het complexe ontwerp te waarborgen. Bijvoorbeeld eenzijdige impedantie 50 ohm ± 10%, differentiële impedantie 100 ohm ± 10%.
Wanneer gecontroleerde impedantie gebruiken
Wanneer een signaal een bepaalde impedantie moet hebben om goed te kunnen functioneren, moet gecontroleerde impedantie worden gebruikt. In hoogfrequente toepassingen die overeenkomen met de impedantie van PCB-sporen is belangrijk bij het handhaven van gegevensintegriteit en signaalhelderheid. Als de impedantie van de printplaat die twee componenten verbindt niet overeenkomt met de karakteristieke impedantie van de componenten, kunnen er langere schakeltijden in het apparaat of in het circuit zijn. Er kunnen ook willekeurige fouten zijn.
Houd er rekening mee dat we hier ook speciale instructies nodig hebben: in DC-circuits is er geen reactantie en is de weerstand van koperen geleiders doorgaans onbeduidend. In AC-circuits met hoge snelheid (die met scherpe veranderingen in spanning en / of stroom) kan de reactantie en dus de impedantie erg belangrijk worden. Dit kan van cruciaal belang zijn voor de functionaliteit van een ontwerp vanwege de effecten die veranderingen in de impedantie langs het signaalpad van zender naar ontvanger hebben op de efficiëntie van krachtoverdracht en signaalintegriteit. Terwijl de snelheid van een circuit vaak wordt uitgedrukt als de frequentie van de golfvorm: de kritieke zorg is de snelheid waarmee de spanning en / of stroom moet veranderen.
Wat bepaalt gecontroleerde impedantie?
De karakteristieke impedantie van een PCB-spoor wordt typisch bepaald door zijn inductieve en capacitieve reactantie, weerstand en geleiding. Deze factoren zijn een functie van de fysieke afmetingen van het spoor, de diëlektrische constante van het PCB-substraatmateriaal en de diëlektrische dikte. Typische PCB-spoorimpedantie kan variëren van 25 tot 125 ohm. De impedantiewaarde gegenereerd uit de PCB-structuur wordt bepaald door de volgende factoren:
- Breedte en dikte van het kopersignaalspoor (boven en onder)
- Dikte van de kern of prepreg-materiaal aan beide zijden van het koperen spoor
- Diëlektrische constante van het kern- en prepreg-materiaal
- Afstand tot andere koperen kenmerken
Impedantiecontrole in PCB-ontwerp
Elektrische impedantie : een maat voor oppositie tegen in de tijd variërende elektrische stroom in een elektrisch circuit.
Het probleem : de signalen "A", "B" en "C" bereiken alle componenten tegelijkertijd.
De oplossing : Pas impedantie toe op circuit "C" om het signaal voldoende te vertragen zodat de component eerst kan berekenen ("A" + B ").
Net als bij een kabel ondervindt het signaal een verandering van impedantie die voortvloeit uit een verandering in materiaal of geometrie. Een deel van het signaal wordt gereflecteerd en een deel verzonden. Deze reflecties veroorzaken waarschijnlijk aberraties op het signaal die de circuitprestaties kunnen verslechteren (bijv. Lage versterking, ruis en willekeurige fouten). In de praktijk zullen bordontwerpers impedantiewaarden en toleranties voor bordsporen specificeren en erop vertrouwen dat de PCB-fabrikant zich aan de specificatie houdt.
Wanneer de stijgtijd blijft afnemen, zal het aantal sporen dat impedantiecontrole vereist onvermijdelijk blijven toenemen. Waar impedantiecontrole nodig is, is het belangrijk om deze nauwkeurig te regelen en te berekenen met de meest representatieve dwarsdoorsnede die we kunnen maken.
Toepassingen van gecontroleerde impedantie
Gecontroleerde impedantie moet worden overwogen voor PCB's die worden gebruikt in snelle digitale toepassingen zoals:
- Telecommunicatie
- Computing 100MHz en hoger
- Analoge video van hoge kwaliteit
- Signaalverwerking
- RF-communicatie
Impedantiecontrole PCB-productie
Om aan de groeiende vraag naar impedantiebesturingsprintplaten te voldoen, hebben PCB-fabrikanten veel geld en mankracht en materiële middelen in productietechnologie geïnvesteerd om aan de productie-eisen van klanten te voldoen. Vanwege de moeilijkheid van de impedantiecontrole van de PCB-productie, vragen PCB-fabrikanten over het algemeen van PCB-ontwerpers of kopers om meer gedetailleerde informatie en vereisten te verstrekken, zoals het vereiste type materiaal, het kopergewicht en de dikte van de plaat, het aantal lagen, het gerberbestand, zodat de fabrikant de stuklijst (BOM) kan opstellen. Impedantie-informatie moet duidelijk worden aangegeven in het Gerber-bestand. Als de nodige informatie ontbreekt, zal zelfs een beetje belangrijke informatie het de ingenieurs van de fabrikant moeilijk of onmogelijk maken om precies te weten wat de klant nodig heeft. Impedantiegestuurde PCB's zijn ook verdeeld in drie verschillende situaties:
Geen impedantiecontrole : dit is een situatie waarin u geen extra ontwerpelementen nodig hebt om voor de juiste impedantie te zorgen, omdat u een zeer losse impedantietolerantie heeft. Uiteraard zal dit resulteren in een sneller voltooid, goedkoper bord omdat de fabrikant geen speciale maatregelen hoeft te nemen.
Impedantie kijken : wat is impedantie kijken? Dit is een situatie waarin de ontwerper het impedantiebesturingsspoor schetst en de PCB-leverancier de spoorbreedte en de diëlektrische hoogte dienovereenkomstig aanpast. Zodra de fabrikant deze specificaties goedkeurt, kunnen ze beginnen met de productie van het bord. U kunt een Time Domain Reflectometry (TDR) -test aanvragen om de impedantie tegen betaling te bevestigen.
Impedantiecontrole : werkelijke impedantiecontrole is iets waar u meestal alleen om vraagt als uw ontwerp nauwe impedantietoleranties heeft die de eerste keer moeilijk te raken kunnen zijn. Wanneer de capaciteitslimieten van de fabrikant dicht bij de afmetingsvereisten komen, kan het moeilijk zijn om doelimpedantie bij de eerste poging te garanderen.
In het geval van impedantiecontrole laat de fabrikant de printplaat de doelimpedantie zo ver mogelijk bereiken. Vervolgens testten ze TDR om te zien of het lukte. Als dit niet het geval is, passen ze zich dienovereenkomstig aan en probeer het opnieuw totdat ze de vereiste impedantie bereiken.
Impedantiecontrole PCB-fabrikant
Impedantiebesturingsprint is te ingewikkeld? Geen zorgen! JHY PCB-ingenieurs kunnen u op elk moment helpen, omdat we drie diensten hebben. Gratis stapel- en impedantieberekeningen kunnen op verzoek worden aangeboden. We werken samen met uw engineeringteam op het conceptuele niveau van het PCB-ontwerp om u te helpen betere resultaten te krijgen bij het beheersen van de impedantie door het geschikte laminaat en de stapel lagen te kiezen.
Waarom kan PCB voor impedantiecontrole altijd tijdig worden verzonden? Veel voorkomende materialen worden regelmatig goed opgeslagen in het JHY PCB-magazijn. We hebben zware koperdikte, 2oz, 3oz of meer. Oneven koperdikte H / 1 oz, H / 2 oz, 1/2 oz. Folie: 1/4 oz, H oz, 1 oz, 2 oz, 3 oz.
Als u een impedantiebesturingsprint nodig hebt , maak dan gewoon aantekeningen in het Readme-bestand en stuur het samen met Gerber, onze technicus zorgt ervoor. Probeer het eens!
Ms. Megan