ການຄວບຄຸມການຂັດຂວາງ PCB

ເປັນPCB ຄວາມໄວການປ່ຽນສັນຍານສືບຕໍ່ເພີ່ມຂຶ້ນ, ຜູ້ອອກແບບ PCB ໃນມື້ນີ້ຈໍາເປັນຕ້ອງເຂົ້າໃຈແລະຄວບຄຸມ impedance ຂອງການຕິດຕາມ PCB. ດ້ວຍເວລາສັນຍານສັ້ນກວ່າແລະອັດຕາໂມງທີ່ສູງຂຶ້ນຂອງວົງຈອນດິຈິຕອນທີ່ທັນສະໄຫມ, ການຕິດຕາມ PCB ບໍ່ແມ່ນການເຊື່ອມຕໍ່ທີ່ງ່າຍດາຍ, ແຕ່ແທນທີ່ຈະເປັນສາຍສົ່ງ.

ໃນທາງປະຕິບັດ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຄວບຄຸມ impedance trace ໃນຄວາມໄວຂອບດິຈິຕອນທີ່ສູງກວ່າ 1ns ຫຼືຄວາມຖີ່ analog ຂ້າງເທິງ 300Mhz. ຫນຶ່ງໃນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນຂອງການຕິດຕາມ PCB ແມ່ນ impedance ລັກສະນະຂອງເຂົາເຈົ້າ (i.e. , ອັດຕາສ່ວນຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າກັບປະຈຸບັນຂອງຄື້ນທີ່ມັນເຄື່ອນຍ້າຍຕາມສາຍສົ່ງສັນຍານ). ລັກສະນະ impedance ຂອງ conductor ແຜ່ນວົງຈອນພິມແມ່ນຕົວຊີ້ວັດທີ່ສໍາຄັນຂອງການອອກແບບແຜ່ນວົງຈອນ, ໂດຍສະເພາະໃນ.ການອອກແບບ PCBຂອງວົງຈອນຄວາມຖີ່ສູງ, ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາວ່າ impedance ລັກສະນະຂອງ conductor ແລະອຸປະກອນຫຼືສັນຍານທີ່ຕ້ອງການໂດຍ impedance ລັກສະນະດຽວກັນ, ບໍ່ວ່າຈະກົງກັນຫຼືບໍ່. ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບສອງແນວຄວາມຄິດ: ການຄວບຄຸມ impedance ແລະການຈັບຄູ່ impedance, ບົດຄວາມນີ້ສຸມໃສ່ການຄວບຄຸມ impedance ແລະບັນຫາການອອກແບບ stacking.

ການຄວບຄຸມ impedance, conductor ໃນຄະນະວົງຈອນຈະມີຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງການສົ່ງສັນຍານ, ເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການສົ່ງແລະຕ້ອງປັບປຸງຄວາມຖີ່, ສາຍຕົວມັນເອງ, ຖ້າຫາກວ່າເນື່ອງຈາກ etching, ຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ laminated, width ຂອງ conductor ໄດ້. ແລະປັດໃຈທີ່ແຕກຕ່າງກັນອື່ນໆ, ຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ impedance ມີຄ່າຄວນຂອງການປ່ຽນແປງ, ດັ່ງນັ້ນການບິດເບືອນສັນຍານຂອງມັນ. ດັ່ງນັ້ນ, conductor ໃນຄະນະວົງຈອນຄວາມໄວສູງ, ຄ່າ impedance ຂອງຕົນຄວນໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມພາຍໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ເອີ້ນວ່າ "ການຄວບຄຸມ impedance".

impedance ຂອງການຕິດຕາມ PCB ຈະຖືກກໍານົດໂດຍ inductive ແລະ capacitive inductance, ຄວາມຕ້ານທານແລະ conductivity. ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບ impedance ຂອງຮ່ອງຮອຍ PCB ແມ່ນ: ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍທອງແດງ, ຄວາມຫນາຂອງສາຍທອງແດງ, ຄົງທີ່ຂອງ dielectric, ຄວາມຫນາຂອງ dielectric, ຄວາມຫນາຂອງ pads, ເສັ້ນທາງຂອງສາຍດິນ, ຮ່ອງຮອຍປະມານຕາມຮອຍ, ແລະອື່ນໆ PCB impedance ຕັ້ງແຕ່ 25 ຫາ 120 ohms.

ໃນທາງປະຕິບັດ, ມັນເປັນສິ່ງຈໍາເປັນທີ່ຈະຄວບຄຸມ impedance trace ໃນຄວາມໄວຂອບດິຈິຕອນທີ່ສູງກວ່າ 1ns ຫຼືຄວາມຖີ່ analog ຂ້າງເທິງ 300Mhz. ຫນຶ່ງໃນຕົວກໍານົດການທີ່ສໍາຄັນຂອງການຕິດຕາມ PCB ແມ່ນ impedance ລັກສະນະຂອງເຂົາເຈົ້າ (i.e. , ອັດຕາສ່ວນຂອງແຮງດັນໄຟຟ້າກັບປະຈຸບັນຂອງຄື້ນທີ່ມັນເຄື່ອນຍ້າຍຕາມສາຍສົ່ງສັນຍານ). ລັກສະນະ impedance ຂອງ conductor ແຜ່ນວົງຈອນພິມເປັນຕົວຊີ້ວັດທີ່ສໍາຄັນຂອງການອອກແບບແຜ່ນວົງຈອນ, ໂດຍສະເພາະໃນການອອກແບບ PCB ຂອງວົງຈອນຄວາມຖີ່ສູງ, ມັນຕ້ອງໄດ້ຮັບການພິຈາລະນາລັກສະນະ impedance ຂອງ conductor ແລະອຸປະກອນຫຼືສັນຍານທີ່ຕ້ອງການໂດຍ impedance ລັກສະນະ. ຄືກັນ, ບໍ່ວ່າຈະກົງກັນຫຼືບໍ່. ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບສອງແນວຄວາມຄິດ: ການຄວບຄຸມ impedance ແລະການຈັບຄູ່ impedance, ບົດຄວາມນີ້ສຸມໃສ່ການຄວບຄຸມ impedance ແລະບັນຫາການອອກແບບ stacking.

ການຄວບຄຸມ impedance, conductor ໃນຄະນະວົງຈອນຈະມີຄວາມຫລາກຫລາຍຂອງການສົ່ງສັນຍານ, ເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການສົ່ງແລະຕ້ອງປັບປຸງຄວາມຖີ່, ສາຍຕົວມັນເອງ, ຖ້າຫາກວ່າເນື່ອງຈາກ etching, ຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ laminated, width ຂອງ conductor ໄດ້. ແລະປັດໃຈທີ່ແຕກຕ່າງກັນອື່ນໆ, ຈະສົ່ງຜົນໃຫ້ impedance ມີຄ່າຄວນຂອງການປ່ຽນແປງ, ດັ່ງນັ້ນການບິດເບືອນສັນຍານຂອງມັນ. ດັ່ງນັ້ນ, conductor ໃນຄະນະວົງຈອນຄວາມໄວສູງ, ຄ່າ impedance ຂອງຕົນຄວນໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມພາຍໃນຂອບເຂດສະເພາະໃດຫນຶ່ງ, ເອີ້ນວ່າ "ການຄວບຄຸມ impedance".

impedance ຂອງການຕິດຕາມ PCB ຈະຖືກກໍານົດໂດຍ inductive ແລະ capacitive inductance, ຄວາມຕ້ານທານແລະ conductivity. ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບ impedance ຂອງຮ່ອງຮອຍ PCB ແມ່ນ: ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍທອງແດງ, ຄວາມຫນາຂອງສາຍທອງແດງ, ຄົງທີ່ຂອງ dielectric, ຄວາມຫນາຂອງ dielectric, ຄວາມຫນາຂອງ pads, ເສັ້ນທາງຂອງສາຍດິນ, ຮ່ອງຮອຍປະມານຕາມຮອຍ, ແລະອື່ນໆ PCB impedance ຕັ້ງແຕ່ 25 ຫາ 120 ohms. ໃນທາງປະຕິບັດ, ສາຍສົ່ງ PCB ປົກກະຕິແລ້ວປະກອບດ້ວຍເສັ້ນລວດ, ຊັ້ນອ້າງອີງຫນຶ່ງຫຼືຫຼາຍຊັ້ນແລະວັດສະດຸ insulating. ຮ່ອງຮອຍແລະຊັ້ນຕ່າງໆປະກອບເປັນ impedance ການຄວບຄຸມ. PCBs ມັກຈະເປັນ multilayered ແລະ impedance ການຄວບຄຸມສາມາດໄດ້ຮັບການສ້າງຂຶ້ນໃນຫຼາຍວິທີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ວິທີການໃດກໍ່ຕາມທີ່ຖືກນໍາໃຊ້, ມູນຄ່າຂອງ impedance ຈະຖືກກໍານົດໂດຍໂຄງສ້າງທາງກາຍະພາບຂອງມັນແລະຄຸນສົມບັດເອເລັກໂຕຣນິກຂອງວັດສະດຸ insulating:

       ຄວາມກວ້າງແລະຄວາມຫນາຂອງຮ່ອງຮອຍສັນຍານ;

       ຄວາມສູງຂອງແກນຫຼືວັດສະດຸທີ່ຕື່ມຂໍ້ມູນໄວ້ກ່ອນທັງສອງດ້ານຂອງຮອຍ;

       ການຕັ້ງຄ່າຂອງຮ່ອງຮອຍແລະຊັ້ນກະດານ;

       ຄົງທີ່ insulating ຂອງຫຼັກແລະອຸປະກອນທາງສ່ວນຫນ້າຂອງເຕີມເຕັມ.

       ມີສອງຮູບແບບຕົ້ນຕໍຂອງສາຍສົ່ງ PCB: Microstrip ແລະ Stripline.

       Microstrip:

       Microstrip ເປັນສາຍໂບ, ຊຶ່ງຫມາຍຄວາມວ່າສາຍສົ່ງທີ່ມີຍົນອ້າງອິງຢູ່ຂ້າງຫນຶ່ງເທົ່ານັ້ນ, ດ້ານເທິງແລະດ້ານຂ້າງຖືກອາກາດ (ຫຼືເຄືອບ), ຂ້າງເທິງດ້ານຂອງແຜ່ນ insulating ຄົງທີ່ Er board, ອ້າງເຖິງພະລັງງານຫຼືຍົນດິນ.

       ຫມາຍເຫດ: ໃນຕົວຈິງການຜະລິດ PCB, ຜູ້ຜະລິດກະດານປົກກະຕິແລ້ວເຄືອບດ້ານຂອງ PCB ດ້ວຍຊັ້ນຂອງນ້ໍາມັນສີຂຽວ, ດັ່ງນັ້ນໃນການຄິດໄລ່ impedance ຕົວຈິງ, ຮູບແບບທີ່ສະແດງຂ້າງລຸ່ມນີ້ແມ່ນປົກກະຕິແລ້ວໃຊ້ສໍາລັບເສັ້ນ microstrip ດ້ານ:

       ເສັ້ນດ່າງ:

       A stripline ແມ່ນເສັ້ນລວດທີ່ວາງໄວ້ລະຫວ່າງສອງຍົນອ້າງອີງ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຂ້າງລຸ່ມນີ້, ແລະຄ່າຄົງທີ່ຂອງ dielectrics ທີ່ສະແດງໂດຍ H1 ແລະ H2 ສາມາດແຕກຕ່າງກັນ.

       ສອງຕົວຢ່າງຂ້າງເທິງແມ່ນພຽງແຕ່ການສາທິດປົກກະຕິຂອງສາຍ microstrip ແລະເສັ້ນດ່າງ, ມີຫຼາຍປະເພດທີ່ແຕກຕ່າງກັນຂອງສາຍ microstrip ແລະເສັ້ນດ່າງສະເພາະ, ເຊັ່ນເສັ້ນ microstrip laminated, ແລະອື່ນໆ, ທັງຫມົດແມ່ນກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງ stacking ຂອງ PCB ສະເພາະ.

       ສົມຜົນທີ່ໃຊ້ໃນການຄິດໄລ່ລັກສະນະ impedance ຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄິດໄລ່ທາງຄະນິດສາດທີ່ສັບສົນ, ມັກຈະໃຊ້ວິທີການແກ້ໄຂພາກສະຫນາມ, ລວມທັງການວິເຄາະອົງປະກອບເຂດແດນ, ດັ່ງນັ້ນການນໍາໃຊ້ຊອບແວການຄິດໄລ່ impedance ພິເສດ SI9000, ທັງຫມົດທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງເຮັດແມ່ນການຄວບຄຸມຕົວກໍານົດການ impedance ລັກສະນະ:

       Dielectric ຄົງທີ່ຂອງຊັ້ນ insulation Er, width ຂອງການຈັດວາງ W1, W2 (trapezoidal), ຄວາມຫນາຂອງການຈັດວາງ T ແລະຄວາມຫນາຂອງຊັ້ນ insulation H.