Wat PCB-ontwerper moet weten over PCB voor impedantiebesturing
Gecontroleerde impedantie PCB Betekenis
Impedantiecontrole is een van de essentiële zorgen en lastige problemen geweest bij het ontwerpen van high-speed PCB 's. Impedantie is de som van de weerstand en reactantie van een elektrisch circuit. De weerstand is de weerstand tegen stroom die in alle materialen aanwezig is. Bij hoogfrequente toepassingen helpt gecontroleerde impedantie ons ervoor te zorgen dat signalen niet worden aangetast terwijl ze rond een PCB lopen. Weerstand en reactantie van een elektrisch circuit hebben een grote invloed op de functionaliteit, omdat bepaalde processen eerder moeten worden voltooid dan andere om een goede werking te garanderen.
Vanwege complexe processors worden USB-apparaten en antennes rechtstreeks op het printplaatoppervlak gedrukt. De snelheid van het schakelen van signalen op de printplaat neemt toe, en de elektrische eigenschappen van de sporen die signalen tussen apparaten uitzenden, worden steeds belangrijker. Daarom hebben steeds meer PCB-ontwerpen impedantiecontrole en testen nodig.
Impedantiecontroletechnologieën 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 een aantal factoren, zoals spoorbreedte, koperdikte, diëlektrische dikte, diëlektrische constante. Impedantie, doorgaans 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 enkelzijdige impedantie 50 ohm ± 10%, differentiële impedantie 100 ohm ± 10%.
Wanneer moet u gecontroleerde impedantie gebruiken?
Als een signaal een bepaalde impedantie moet hebben om goed te kunnen functioneren, moet een gecontroleerde impedantie worden gebruikt. In hoogfrequente toepassingen is het afstemmen van de impedantie van PCB-sporen belangrijk om de gegevensintegriteit en signaalhelderheid te behouden. Als de impedantie van het PCB-spoor dat twee componenten verbindt niet overeenkomt met de karakteristieke impedantie van de componenten, kunnen er langere schakeltijden binnen het apparaat of 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 significant worden. Dit kan cruciaal worden voor de functionaliteit van een ontwerp vanwege de effecten die veranderingen in de impedantie langs het signaalpad van zender naar ontvanger zullen hebben op de efficiëntie van de vermogensoverdracht en de signaalintegriteit. Hoewel de snelheid van een circuit vaak wordt uitgedrukt als de frequentie van de golfvorm: de kritische zorg is de snelheid waarmee de spanning en / of stroom moet veranderen.
Wat bepaalt de 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. Typisch kan de impedantie van de PCB-trace variëren van 25 tot 125 ohm. De impedantiewaarde die wordt gegenereerd door de PCB-structuur wordt bepaald door de volgende factoren: - Breedte en dikte van het koperen signaalspoor (boven en onder) - Dikte van de kern of het prepreg-materiaal aan weerszijden van het koperspoor - Diëlektrische constante van de kern en het prepreg-materiaal - Afstand tot andere koperen kenmerken
Impedantiecontrole in PCB-ontwerp
Elektrische impedantie : een maatstaf voor het verzet tegen in de tijd variërende elektrische stroom in een elektrisch circuit.
Het probleem : "A", "B" en "C" -signalen bereiken allemaal tegelijkertijd de component.
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 impedantieverandering als gevolg van een verandering in materiaal of geometrie. Een deel van het signaal wordt gereflecteerd en een deel verzonden. Deze reflecties veroorzaken waarschijnlijk aberraties in 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 stijgtijden blijven afnemen, zal het aantal sporen dat impedantiecontrole vereist onvermijdelijk blijven toenemen. Waar impedantiecontrole nodig is, is het belangrijk om deze nauwkeurig te regelen en deze te berekenen met de meest representatieve doorsnede die we kunnen maken.
Toepassingen van gecontroleerde impedantie
Er moet rekening worden gehouden met gecontroleerde impedantie voor PCB's die worden gebruikt in snelle digitale toepassingen zoals: - Telecommunicatie - Computing 100 MHz en hoger - Hoge kwaliteit analoge video - Signaalverwerking - RF-communicatie
Impedantiecontrole PCB-productie
Om aan de groeiende vraag naar PCB's met impedantiecontrole te voldoen, hebben PCB-fabrikanten veel geld en mankracht en materiële middelen geïnvesteerd in productietechnologie om aan de productievereisten van klanten te voldoen. Vanwege de moeilijkheid van de productie van PCB's met impedantiecontrole, eisen PCB-fabrikanten over het algemeen PCB-ontwerpers of kopers om meer gedetailleerde informatie en vereisten te verstrekken, zoals het type materiaal dat nodig is, het kopergewicht en de dikte van het bord, het aantal lagen, het gerberbestand, zodat de fabrikant de stuklijst (BOM) kan opstellen. Impedantie-informatie moet duidelijk worden gemarkeerd in het Gerber-bestand. Als de nodige informatie ontbreekt, zal zelfs een klein beetje belangrijke informatie het voor de ingenieurs van de fabrikant moeilijk of onmogelijk maken om precies te weten wat de klant nodig heeft. Impedantie-gestuurde printplaten zijn ook onderverdeeld in drie verschillende situaties:
Geen impedantiecontrole : dit is een situatie waarin u geen extra ontwerpelementen nodig hebt om een correcte impedantie te garanderen, omdat u een zeer losse impedantietolerantie hebt. Dit resulteert uiteraard in een sneller afgewerkt en goedkoper bord omdat de fabrikant geen bijzondere maatregelen hoeft te nemen. Impedantie kijken : wat is impedantie kijken? Dit is een situatie waarin de ontwerper het impedantiecontrolespoor zal schetsen en de PCB-leverancier de spoorbreedte en diëlektrische hoogte dienovereenkomstig aanpast. Zodra de fabrikant deze specificaties goedkeurt, kunnen ze beginnen met de fabricage van het bord. U kunt tegen betaling een Time Domain Reflectometry (TDR) -test aanvragen om de impedantie te bevestigen. Impedantiecontrole : feitelijke impedantiecontrole is iets dat u normaal gesproken alleen zult vragen als uw ontwerp nauwe impedantietoleranties heeft die de eerste keer moeilijk te bereiken zijn. Wanneer de capaciteitslimieten van de fabrikant dicht bij de afmetingvereisten komen, kan het moeilijk zijn om de doelimpedantie bij de eerste poging te garanderen. In het geval van impedantiecontrole zorgt de fabrikant ervoor dat de printplaat de doelimpedantie zo ver mogelijk haalt. Vervolgens testten ze TDR om te zien of ze daarin slaagden. Zo niet, dan passen ze zich dienovereenkomstig aan en proberen ze het opnieuw totdat ze de vereiste impedantie hebben bereikt.
Impedantiecontrole PCB Fabricator
Impedantiebesturingsprintplaat is te ingewikkeld? Geen zorgen! JHYPCB-technici kunnen u op elk moment helpen, aangezien we drie ploegen hebben. Op verzoek kunnen gratis stack-up- en impedantieberekeningen 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 stapeling van lagen te kiezen.
Waarom kan de impedantiebesturingsprintplaat altijd op tijd worden verzonden? Omdat gewone materialen regelmatig goed worden opgeslagen in het JHY PCB-magazijn. We hebben een 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 printplaat voor de impedantiebesturing wilt bestellen , maakt u gewoon aantekeningen in het Readme-bestand en stuurt u deze samen met Gerber op, onze technicus zorgt ervoor. Probeer het eens!
Ms. Megan