Behebt das Problem, dass die Leiterplattenkonstruktionsimpedanz nicht kontinuierlich sein kann
Jeder weiß, dass die Impedanz kontinuierlich sein sollte. Wenn PCB-Design immer eine Impedanz hat, die nicht kontinuierlich sein kann, was muss ich tun?
China doppelseitig Leiterplattenhersteller
Charakteristische Impedanz: Auch als "charakteristische Impedanz" bekannt, handelt es sich nicht um einen Gleichstromwiderstand und um ein Konzept der Fernübertragung. Im Hochfrequenzfeld wird während der Signalübertragung ein Signal erzeugt, und aufgrund des elektrischen Feldes wird ein Momentanstrom zwischen der Signalleitung und der Bezugsebene (Leistungs- oder Masseebene) erzeugt.
Wenn die Übertragungsleitung isotrop ist, solange das Signal übertragen wird, ist immer ein Strom I vorhanden, und wenn die Ausgangsspannung des Signals V beträgt, ist während der Übertragung des Signals die Übertragungsleitung einem Widerstand äquivalent Die Größe ist V / I. Dieser äquivalente Widerstand wird als Z-Impedanz der Übertragungsleitung bezeichnet.
Wenn sich während der Übertragung eines Signals die charakteristische Impedanz des Übertragungspfads ändert, wird das Signal an dem Knoten reflektiert, an dem die Impedanz diskontinuierlich ist.
Die Faktoren, die die charakteristische Impedanz beeinflussen, sind: Dielektrizitätskonstante, Dicke des Dielektrikums, Leitungsbreite und Dicke des Kupferblechs.
[1] Verlaufslinie
Einige HF-Geräte haben kleinere Pakete, die Breite des SMD-Pads kann nur 12 Mil betragen, und die Breite des HF-Signals kann mehr als 50 Mil betragen. Eine Verlaufslinie wird verwendet, um abrupte Änderungen der Linienbreite zu deaktivieren. Die Verlaufslinie ist wie in der Abbildung gezeigt, und die Übergangsteillinie sollte nicht zu lang sein.
[2] Winkel
Wenn sich die HF-Signalleitung in einem rechten Winkel befindet, nimmt die effektive Breite der Leitung in der Ecke zu, und die Impedanz wird unterbrochen, wodurch das Signal reflektiert wird. Um Diskontinuitäten zu reduzieren, gibt es zwei Möglichkeiten, Ecken zu behandeln: Fasen und Verrundungen. Der Radius des Bogenwinkels sollte groß genug sein. Im Allgemeinen ist garantiert, dass R & gt; 3W. Wie rechts gezeigt.
[3] Großes Pad
Wenn sich auf der 50-Ohm-Mikrostreifenleitung ein großes Pad befindet, entspricht das große Pad der verteilten Kapazität, wodurch die Impedanzkontinuität der Mikrostreifenleitung zerstört wird. Zwei Verfahren können gleichzeitig verbessert werden: Erstens wird das Medium der Mikrostreifenleitung verdickt, und daher wird die Massefläche unter dem Pad gegraben, wodurch die verteilte Kapazität des Pads verringert werden kann. Wie nachfolgend dargestellt.[4] Weg
Eine Straße ist ein Metallzylinder, der außerhalb der Straße zwischen den oberen und unteren Schichten des Tisches liegt. Die Signalpfade verbinden die Übertragungsleitungen auf verschiedenen Ebenen. Der Via-Stub ist der ungenutzte Teil der Straße. Die Pads sind ringförmige Pads, die die Kabel mit der oberen oder internen Übertragungsleitung verbinden. Die Isolierscheibe ist ein ringförmiger Raum in jeder Leistungs- oder Masseebene, um Kurzschlüsse zu den Leistungs- und Masseebenen zu verhindern.
Parasitäre Parameter von Vias
Nach einer gründlichen Analyse der physikalischen Theorie und der Approximation kann das Modell der Ersatzschleifenschaltung als Serienkondensator in Reihe mit jedem Ende des Induktors modelliert werden.
Professioneller Multilayer-PCB-Lieferant
Passives Schaltungsmodell
Nach dem Ersatzschaltungsmodell hat das Straßenloch selbst eine parasitäre Kapazität zum Boden. Angenommen, der Durchmesser des Invers-Kontaktflecks ist D2, der Kontaktstellendurchmesser ist D1, die Leiterplatte ist T und die Dielektrizitätskonstante des Plattensubstrats ist ε. Die parasitäre Kapazität des Pfads ist ähnlich:
Die parasitäre Kapazität des Weges kann die Signalanstiegszeit erhöhen und die Übertragungsgeschwindigkeit verlangsamen, wodurch die Signalqualität beeinträchtigt wird. Ebenso haben die Wege auch eine parasitäre Induktivität. In digitalen Hochgeschwindigkeits-PCBs ist die parasitäre Induktivität oft schädlicher als die parasitäre Kapazität.
Seine parasitäre Serieninduktivität schwächt den Beitrag des Bypass-Kondensators, wodurch die Filtereffizienz des gesamten Einspeisesystems verringert wird. Sei L die Induktivität des Weges, h die Länge des Weges und d der Durchmesser des zentralen Lochs. Die parasitäre Induktivität des Näherungs-Via ist ungefähr:
Durchkontaktierungen sind einer der wichtigen Faktoren, die eine Impedanzdiskontinuität auf dem HF-Kanal verursachen. Wenn die Signalfrequenz über 1 GHz liegt, berücksichtigen Sie die Auswirkungen von Vias.
Übliche Verfahren zum Verringern der Impedanzdiskontinuität sind: Verwenden eines plattenlosen Prozesses, Auswählen des Ausgabemodus, Optimieren des Antiblockierdurchmessers und dergleichen. Die Optimierung des Durchmessers des Anti-Lagers ist eine der gebräuchlichsten Methoden zur Verringerung von Impedanz-Diskontinuitäten. Da sich die Straßenmerkmale auf die Abmessungen der Struktur wie Öffnung, Pad, Anti-Pad, Stapelstruktur und Ausgabemodus beziehen, wird empfohlen, HFSS und Optimizetrics für jedes Projekt zu optimieren.
Bei Verwendung eines parametrischen Modells ist der Modellierungsprozess einfach. Zum Zeitpunkt der Überprüfung muss der PCB-Designer die entsprechende Simulationsdokumentation bereitstellen.
Der Durchmesser des Weges, der Durchmesser des Lagers, die Tiefe und die Änderung des Lagers bestimmen die Impedanzdiskontinuität, die Reflexion und die Schwerkraft des Einfügungsverlusts.
[5] Durch Koaxialverbinder
Ähnlich wie bei der Straßenstruktur weist auch der Koaxialverbinder über eine Impedanzdiskontinuität auf, sodass die Lösung dieselbe ist wie die Straße. Ein übliches Verfahren zum Reduzieren der Impedanz des Koaxialverbinders des Durchgangslochs besteht darin, einen plattenlosen Prozess, einen geeigneten Ausgabemodus und einen optimierten Pufferdurchmesser zu verwenden.