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PCB 설계 임피던스가 연속적 일 수 없다는 문제를 해결합니다.

오 - 지도자. o-leading.com 2019-01-30 15:04:58

모든 사람들은 임피던스가 연속적이어야한다는 것을 알고 있습니다. PCB 설계가 항상 연속적이지 않은 임피던스를 가질 때, 어떻게해야합니까?



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특성 임피던스 : "특성 임피던스"라고도하며 직류 저항이 아니며 장거리 전송의 개념입니다. 고주파수 영역에서 신호 전송 중에 신호가 생성되고 전기장으로 인해 신호선과 기준면 (전원 또는 접지면) 사이에 순간 전류가 생성됩니다.


전송선이 등방성이면 신호가 전송되는 한 항상 전류 I가 있고 신호의 출력 전압이 V이면 신호 전송 중에 전송선은 저항과 같고 크기는 V / I입니다.이 등가 저항을 전송 라인의 Z 특성 임피던스라고합니다.

신호 전송 중에 전송 경로의 특성 임피던스가 변경되면 임피던스가 불연속 인 노드에서 신호가 반사됩니다.
특성 임피던스에 영향을 미치는 요소는 유전체 상수, 유전체 두께, 라인 폭 및 구리 시트의 두께입니다.









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[1] 그라디언트 선
일부 RF 디바이스는 더 작은 패킷을 가지며 SMD 패드의 너비는 겨우 12mils 일 수 있으며 RF 신호의 너비는 50mil을 초과 할 수 있습니다. 그라디언트 선은 선 너비의 갑작스러운 변경을 비활성화하는 데 사용됩니다. 그래디언트 선은 그림과 같으며 전환 부분 선은 너무 길어서는 안됩니다.



[2] 각도
RF 신호 라인이 직각 인 경우, 코너의 라인의 유효 폭이 증가하고 임피던스가 불연속 적으로되어 신호 반사가 발생합니다. 불연속성을 줄이기 위해 모서리를 처리하는 두 가지 방법이 있습니다. 모따기 및 필렛. 원호 각도의 반지름은 충분히 커야합니다. 일반적으로 R & 을 포함한다. 3W. 오른쪽 그림과 같이


[3] 대형 패드
50ohm 마이크로 스트립 라인에 큰 패드가있을 때, 큰 패드는 마이크로 스트립 라인의 임피던스 연속 특성을 파괴하는 분산 용량과 동일합니다. 두 가지 방법을 동시에 개선 할 수 있습니다. 첫째, 마이크로 스트립 라인의 매체가 두꺼워 지므로 패드 아래의 접지면이 파고 들어가 패드의 분산 용량을 줄일 수 있습니다. 아래 그림과 같이.[4] 길

거리는 테이블의 위층과 아래층 사이의 길 밖에서 도금 된 금속 실린더입니다. 신호 경로는 서로 다른 레벨의 전송 라인을 연결합니다. 비아 스텁은 사용되지 않는 거리의 일부입니다. 패드는 케이블을 상부 또는 내부 전송 라인에 연결하는 링 모양의 패드입니다. 절연 디스크는 전원 및 접지면에 대한 단락을 방지하기 위해 각 전원 또는 접지면의 환형 공간입니다.

비아의 기생 파라미터
물리 이론 및 근사를 엄격하게 분석 한 후 등가 루프 회로의 모델을 인덕터의 각 끝과 직렬로 직렬 커패시터로 모델링 할 수 있습니다.



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수동 회로 모델
등가 회로 모델에서 거리 구멍 자체는지면에 대한 기생 커패시턴스를 가지고 있습니다. 역 패드의 직경을 D2, 패드 직경을 D1, PCB 보드를 T, 보드 기판의 유전 상수를 ε이라고하면 경로의 기생 커패시턴스는 다음과 유사합니다.

경로 기생 커패시턴스는 신호 상승 시간을 증가시키고 전송 속도가 느려지므로 신호 품질이 저하됩니다. 마찬가지로 경로에도 기생 인덕턴스가 있습니다. 고속 디지털 PCB에서 기생 인덕턴스는 종종 기생 커패시턴스보다 해로울 수 있습니다.

기생 직렬 인덕턴스는 바이 패스 커패시터의 기여를 약화시켜 전체 급전 시스템의 필터링 효율을 감소시킨다. L을 길의 인덕턴스, h를 길의 길이, d를 중심 구멍의 직경이라고하자. 근사 비아의 기생 인덕턴스는 다음과 같습니다.

비아는 RF 채널에서 임피던스 불연속성을 유발하는 중요한 요소 중 하나입니다. 신호 주파수가 1GHz 이상이면 비아의 영향을 고려하십시오.
임피던스 불연속성을 줄이기위한 일반적인 방법은 디스크없는 프로세스를 사용하고, 출력 모드를 선택하고, 안티 록 직경을 ​​최적화하는 것입니다. 방진의 직경을 최적화하는 것은 임피던스 불연속성을 줄이기위한 가장 일반적인 방법 중 하나입니다. 거리 특성은 개구부, 패드, 반 - 패드, 적층 구조 및 출력 모드와 같은 구조의 치수와 관련되기 때문에 HFSS 및 Optimizetrics가 각 프로젝트에 대해 최적화되어있는 것이 좋습니다.

파라 메트릭 모델을 사용할 때 모델링 프로세스는 간단합니다. 검토 할 때 PCB 설계자는 해당 시뮬레이션 문서를 제공해야합니다.
길의 직경, 베어링의 직경, 깊이 및 베어링 방지 변화는 삽입 손실의 임피던스 불연속성, 반사 및 중력을 결정합니다.


[5] 동축 커넥터를 통한
스트리트 구조와 마찬가지로, 동축 커넥터 비아도 임피던스 불연속성을 가지므로 솔루션은 거리와 동일합니다. 관통 구멍의 동축 커넥터의 임피던스를 줄이는 일반적인 방법은 디스크리스 프로세스, 적합한 출력 모드 및 최적화 된 버퍼 직경을 사용하는 것입니다.