Thay đổi gì sẽ The PCB thiết kế theo dõi chiều rộng mang
May 27, 2020
Khi định tuyến PCB, nó thường xảy ra rằng khi dấu vết đi qua một khu vực, do không gian dây hạn chế trong khu vực, nó là cần thiết để sử dụng một dòng mỏng hơn. Sau khi đi qua khu vực này, dòng trở về chiều rộng ban đầu của nó. Những thay đổi về chiều rộng theo dõi sẽ gây ra những thay đổi trở kháng, vì vậy sự phản chiếu sẽ xảy ra, điều này sẽ ảnh hưởng đến tín hiệu. Vì vậy, dưới những trường hợp có hiệu lực này có thể được bỏ qua, và trong những trường hợp nào chúng ta phải xem xét tác động của nó?
Có ba yếu tố liên quan đến hiệu ứng này: độ lớn của sự thay đổi trở kháng, thời gian tăng tín hiệu, và sự chậm trễ của tín hiệu trên đường hẹp.
Đầu tiên cho phép của thảo luận về cường độ của sự thay đổi trở kháng. Thiết kế của nhiều mạch đòi hỏi tiếng ồn phản xạ là ít hơn 5% của swing điện áp (điều này liên quan đến ngân sách tiếng ồn trên tín hiệu). Theo công thức hệ số phản ánh, tỷ lệ trở kháng thay đổi gần đúng có thể được tính như: △ Z/Z1 ≤ 10%. Đây là lý do cơ bản tại sao các chỉ số điển hình của điện trở của Hội đồng quản trị mạch là +/-10%
Nếu thay đổi trở kháng chỉ xảy ra một lần, ví dụ, sau khi chiều rộng dòng được thay đổi từ 8mil 6mil, chiều rộng 6mil được duy trì. Để đáp lại các yêu cầu ngân sách tiếng ồn rằng các tín hiệu phản ánh tiếng ồn ở sự thay đổi đột ngột không vượt quá 5% của swing điện áp, sự thay đổi trở kháng phải nhỏ hơn 10%. Đôi khi rất khó để làm. Hãy để chúng tôi đi theo trường hợp của dòng microstrip trên tờ FR4 như là một ví dụ. Nếu chiều rộng đường là 8 triệu, độ dày giữa dòng và mặt phẳng tham chiếu là 4mil, và trở kháng đặc tính là 46,5 Ω. Sau khi chiều rộng dòng thay đổi để 6mil, trở kháng đặc tính trở thành 54,2 Ω, và tỷ lệ thay đổi trở kháng đạt 20%. Biên độ của tín hiệu phản xạ phải vượt quá tiêu chuẩn. Đối với bao nhiêu nó ảnh hưởng đến tín hiệu, nó cũng liên quan đến thời gian tăng tín hiệu và sự chậm trễ của tín hiệu từ kết thúc lái xe đến điểm phản chiếu. Nhưng ít nhất đây là một vấn đề tiềm năng. May mắn thay, vấn đề có thể được giải quyết bằng cách trở kháng kết thúc phù hợp.
Nếu sự thay đổi trở kháng xảy ra hai lần, ví dụ, sau khi chiều rộng dòng được thay đổi từ 8mil đến 6mil, nó sẽ trở lại 8mil sau khi được kéo ra 2cm. Sau đó, sự phản chiếu sẽ xảy ra ở cả hai đầu của đường dài 2cm và dòng rộng 6mil, một là trở kháng trở nên lớn hơn và phản xạ tích cực xảy ra, và khác là trở kháng bị phản xạ nhỏ hơn và tiêu cực xảy ra. Nếu khoảng cách giữa hai phản xạ là đủ ngắn, hai phản xạ có thể hủy nhau, do đó làm giảm tác động. Giả sử các tín hiệu truyền là 1V, sự phản ánh thường xuyên đầu tiên có 0,2 V phản ánh, các 1.2 V tiếp tục truyền về phía trước, và sự phản ánh thứ hai đã-0,2 * 1,2 = 0,24 v phản ánh trở lại. Giả sử rằng chiều dài của dòng 6mil là rất ngắn và hai phản xạ xảy ra gần như đồng thời, sau đó tổng điện áp phản xạ chỉ là 0,04 V, đó là ít hơn so với yêu cầu ngân sách tiếng ồn của 5%. Vì vậy, cho dù sự phản ánh này ảnh hưởng đến tín hiệu và bao nhiêu ảnh hưởng đến sự chậm trễ ở sự thay đổi trở kháng và thời gian tăng tín hiệu. Nghiên cứu và thí nghiệm đã chỉ ra rằng miễn là sự chậm trễ tại sự thay đổi trở kháng là ít hơn 20% thời gian tăng tín hiệu, các tín hiệu phản xạ sẽ không gây ra vấn đề.
Nếu thời gian tăng tín hiệu là 1ns, sau đó sự chậm trễ tại sự thay đổi trở kháng là ít hơn 0.2 NS tương ứng với 1,2 inch, và phản ánh sẽ không gây ra vấn đề. Nói cách khác, đối với trường hợp của ví dụ này, miễn là chiều dài của dấu vết rộng 6mil là ít hơn 3cm, sẽ không có vấn đề.
Khi chiều rộng dòng theo dõi PCB thiết kế thay đổi, nó phải được phân tích cẩn thận cho dù nó gây ra một tác động theo tình hình thực tế. Có ba tham số được quan tâm: làm thế nào lớn là sự thay đổi trở kháng, thời gian tăng tín hiệu là gì, và bao lâu là một phần hình cổ của sự thay đổi chiều rộng của dòng. Xấp xỉ ước tính theo phương pháp trên, và để lại một lề nhất định một cách thích hợp. Nếu có thể, hãy giảm thiểu độ dài của phần cổ.
Nó nên được chỉ ra rằng trong thực tế, xử lý PCB, các thông số có thể không được chính xác như các lý thuyết. Lý thuyết có thể cung cấp hướng dẫn cho thiết kế của chúng tôi, nhưng nó không thể được sao chép hoặc dogmatic. Sau khi tất cả, đây là một khoa học thực tế. Giá trị ước tính nên được sửa đổi một cách thích hợp theo tình hình thực tế, và sau đó áp dụng cho thiết kế. Nếu bạn cảm thấy thiếu kinh nghiệm, hãy bảo thủ và điều chỉnh phù hợp theo chi phí sản xuất.