He aha ka mana impedance a pehea e hana ai i ka mana impedance ma nā PCB

I ka hoʻolālā ʻana o nā mea uila uila hou, he hana koʻikoʻi nā PCB. Hoʻopili pololei ka hana o nā PCB i ka paʻa, hilinaʻi a me ka hoʻoili ʻana o ka ʻōnaehana uila holoʻokoʻa. I waena o lākou, ʻo ka mana impedance kahi mea nui o ka hoʻolālā PCB. No ka mea, ʻoi aku ka pōkole o nā kaapuni kikohoʻe hou i nā manawa hoʻoili hōʻailona a ʻoi aku ka nui o ka uaki, ʻaʻole maʻalahi nā ʻōkuhi PCB, akā pili nā laina hoʻouna. ʻO ka mana impedance PCB e pili ana i ka mālama ʻana i ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana a me ka hoʻohālikelike ʻana i ka impedance o nā hōʻailona ma ka PCB e hōʻoia i ka maikaʻi a me ka paʻa o ka hoʻouna ʻana i ka hōʻailona.

I nā kūlana kūpono, pono e hoʻomalu i ka impedance trace ke ʻoi aku ka wikiwiki o ka marginal digital ma mua o 1ns a i ʻole ke alapine analog ma mua o 300MHz. ʻO kekahi o nā ʻāpana koʻikoʻi o ka PCB trace ʻo ia kona ʻano impedance (ʻo ia ka ratio o ka volta i kēia manawa ke hoʻouna ʻia ka nalu ma ka laina hoʻouna hōʻailona). ʻO ka impedance hiʻohiʻona o nā uea ma nā PCB he hōʻailona koʻikoʻi o ka hoʻolālā PCB. ʻOi loa i ka hoʻolālā PCB kiʻekiʻe, pono ia e noʻonoʻo inā kūlike ka impedance o ka uea me ka impedance pono o ka hāmeʻa a i ʻole ka hōʻailona. Hoʻopili kēia i nā manaʻo 2: ka mana impedance a me ka hoʻohālikelike impedance. Kuhi kēia ʻatikala i nā pilikia o ka mana impedance a me ka hoʻolālā stack.

Aia nā hōʻailona like ʻole i hoʻouna ʻia i nā conductors o ka PCB. I mea e hoʻomaikaʻi ai i ka wikiwiki o ka hoʻouna ʻana, pono e hoʻonui ʻia kona alapine. ʻOkoʻa ka waiwai impedance o ke kaapuni ponoʻī ma muli o nā kumu e like me ka etching, layer mānoanoa a me ka laulā uea, etc. No laila, pono e mālama ʻia ka waiwai impedance o nā conductors ma nā PCB kiʻekiʻe i loko o kahi ākea, i kapa ʻia ʻo "impedance control".

Hoʻoholo ʻia ka impedance o nā traces PCB e kā lākou inductive a me ka capacitive inductance, kūpaʻa a me ka conductivity coefficient. ʻO nā mea e pili ana i ka impedance o ka wili PCB ka nui o ka laulā a me ka mānoanoa o ka uea keleawe, ka dielectric mau a me ka mānoanoa o ka waena, ka mānoanoa o ka solder pad, ke ala o ka uea honua, a me ka uwila a puni ka uea, etc. ʻO ka laulā o ka impedance PCB he 25 a 120 ohms.

I ka hoʻomaʻamaʻa ʻana, ʻo nā laina hoʻouna PCB maʻamau i loaʻa i kahi uea, hoʻokahi a ʻoi aku paha nā papa kuhikuhi, a me nā mea insulation. ʻO ka trace a me ka papa ka mana impedance. Hoʻohana pinepine ʻo PCB i nā ʻōnaehana multi-layer, a hiki ke kūkulu ʻia ka mana impedance ma nā ʻano like ʻole. Eia nō naʻe, ʻaʻohe o ke ʻano i hoʻohana ʻia, e hoʻoholo ʻia ka waiwai impedance e kona ʻano kino a me nā waiwai uila o ka mea insulating.

ʻO ka microstrip he kaula uwea e pili ana i kahi laina hoʻouna me hoʻokahi ʻaoʻao me kahi mokulele kuhikuhi. Hōʻike ʻia ka luna a me nā ʻaoʻao i ka ea (a i uhi ʻia paha) a aia ma ka ʻili o kahi insulation mau Er PCB, me ka mana a i ʻole ka papa honua ma ke ʻano he kuhikuhi. E like me ka mea i hōʻike ʻia ma kēia kiʻi:

'Ōlelo Aʻo: Ma ka hana PCB maoli, ʻo ka hale hana PCB ka mea maʻamau i kahi papa o ka ʻīnika ʻōmaʻomaʻo ma ka ʻili o ka PCB. No laila, ma nā helu impedance maoli, hoʻohana mau ʻia ke kumu hoʻohālike i hōʻike ʻia ma ke kiʻi aʻe no nā laina microstrip surface.

ʻO ka laina laina he kaula uwea i hoʻonoho ʻia ma waena o 2 mau papa kuhikuhi, e like me ka mea i hōʻike ʻia ma kēia kiʻi. Hiki ke 'oko'a ka dielectric mau o ka dielectric i hō'ike 'ia e H1 a me H2.

ʻO nā hihia 2 ma luna nei he hōʻike maʻamau wale nō o ka microstrip a me nā striplines, i hoʻohana pinepine ʻia no ke aʻo ʻana i nā lako akamai IoT i hoʻokomo ʻia a me nā ʻōnaehana ʻē aʻe. Nui nā ʻano kikoʻī kikoʻī o ka microstrip a me nā striplines, e like me ka microstrip i uhi ʻia, e pili ana i ka hoʻonohonoho kikoʻī o nā PCB.

Pono ka hoʻohālikelike i hoʻohana ʻia no ka helu ʻana i ka impedance kikoʻī i nā helu makemakika paʻakikī, me ka hoʻohana pinepine ʻana i nā ʻano hoʻonā kahua, me ka nānā ʻana i nā mea palena. No laila, me ka hoʻohana ʻana i ka polokalamu helu helu impedance kūikawā SI9000, ʻo nā mea āpau e pono ai mākou e hana, ʻo ia ke kāohi i nā ʻāpana o ka impedance hiʻohiʻona.

ʻO ka Er dielectric mau o ka papa hoʻopulapula, ka laula uwea W1 a me W2 (trapezoidal), ka mānoanoa uwea T, a me ka mānoanoa o ka papa hoʻopulapula H.

W - ka laulā laina i hoʻolālā ʻia

A - etch loss (e nānā i ka papa ma luna)

ʻO ke kumu o ka laula like ʻole ma waena o luna a me lalo o ka laina ʻo ia i ka wā o ka hana ʻana o nā PCB, hiki ke ʻino mai luna a lalo, e hopena i kahi ʻano trapezoidal o ka laina corroded.

Aia kekahi pilina pili ma waena o ka mānoanoa laina T a me ka mānoanoa keleawe o kēia papa, penei:

* Ma muli o ka mana liʻiliʻi o ka mānoanoa solder mask ma ka impedance, ua manaʻo ʻia he waiwai mau o 0.5mil.

Hiki iā mākou ke hoʻokō i ka mana impedance ma ke kāohi ʻana i kēia mau ʻāpana. Ke lawe nei i ka PCB lalo o Anwei ma ke ʻano he laʻana, e wehewehe mākou i nā ʻanuʻu o ka mana impedance a me ka hoʻohana ʻana o SI9000:

ʻO ka papa ʻelua ka papa honua, ʻo ka papa ʻelima ka mokulele mana, a ʻo nā papa i koe nā papa hōʻailona.

Wehewehe: ʻO ka dielectric ma waena o nā papa waena he FR-4, me ka dielectric mau o 4.2; ʻO ka ʻaoʻao o luna a me lalo he mau papa hū ʻole e pili pono ana me ka ea, a ʻo ka dielectric mau o ka ea he 1.

Hiki i nā mea hoʻolālā PCB ke hoʻohana piha i ke ʻano hierarchical o nā PCB e hoʻokō i ka mana impedance. Ma ke kau ʻana i nā papa hōʻailona like ʻole i nā kūlana papa like ʻole, hiki ke hoʻomalu pono ʻia ka capacitance interlayer a me ka inductance. ʻO ka ʻōlelo maʻamau, hoʻohana ka papa o loko i nā mea impedance kiʻekiʻe a hoʻohana ka ʻaoʻao o waho i nā mea haʻahaʻa haʻahaʻa e hōʻemi i ka hopena o ka noʻonoʻo a me ka crosstalk.

Hiki i nā laina hoʻouna hōʻailona ʻokoʻa ke hāʻawi i ka mana anti-interference a haʻahaʻa i ka pilikia crosstalk. ʻO nā laina hoʻoili hōʻailona ʻokoʻa he mau uea like ʻole me nā volta kūʻē akā like ka nui, hiki ke hāʻawi i ka pono hōʻailona maikaʻi aʻe a me ka hiki ke hoʻopilikia. ʻO ka impedance o nā laina hoʻoili hōʻailona ʻokoʻa e hoʻomalu pinepine ʻia e ke koho ʻana o ka laina laina, ākea a me ka mokulele honua.

Hiki ke hoʻohana ʻia nā ʻāpana Geometric e like me ka laulā laina PCB, spacing a me ka hoʻolālā e kāohi i ka impedance. No nā laina microstrip maʻamau, hiki i ka laulā laina ʻoi aku ka mānoanoa a me ka spacing nui ke hōʻemi i ka impedance. No nā laina coaxial, hiki i nā anawaena laina liʻiliʻi liʻiliʻi a me nā radii laina waho nui ke hoʻonui i ka impedance. Pono ke koho ʻana i ka geometry wiring e pili ana i nā koi impedance kikoʻī a me ke alapine hōʻailona.

Hoʻopili ka dielectric mau o nā mea PCB i ka impedance. ʻO ke koho ʻana i nā mea me nā waiwai dielectric paʻa he ʻāpana o ka mana impedance. Ma nā noi kiʻekiʻe a me ka wikiwiki, ʻo nā mea maʻamau i hoʻohana ʻia me FR-4 (papa aniani fiber reinforced board), PTFE (polytetrafluoroethylene), a me RF (radio frequency) laminates.

Ma mua o ka hoʻolālā PCB, hiki i ka hoʻohana ʻana i ka simulation a me nā mea hana hoʻolālā ke kōkua i nā mea hoʻolālā wikiwiki a pololei a hōʻoia i ka impedance. Hiki i kēia mau mea hana ke hoʻohālikelike i ka hana kaapuni, nā nalo o ka hoʻouna ʻana i nā hōʻailona a me nā pilina electromagnetic e hoʻoholo ai i nā ʻāpana hoʻolālā PCB maikaʻi loa. ʻO kekahi mau mea hana simulation maʻamau e komo pū me CST Studio Suite, HyperLynx a me ADS.

He kuleana koʻikoʻi ka mana o ka impedance PCB i nā kikohoʻe kiʻekiʻe kiʻekiʻe a me ka analog. Ma o ka hoʻolālā hierarchical kūpono, ka hoʻohana ʻana i nā laina hoʻoili hōʻailona ʻokoʻa, ka mana o ka geometry wiring, ke koho ʻana i nā mea PCB kūpono, a me ka hoʻohana ʻana i ka simulation a me nā mea hana hoʻolālā, hiki ke hoʻokō ʻia ka mana impedance pololei, a laila e hoʻomaikaʻi ai i ka hana kaapuni a me ka hōʻailona pono.