Новости PCB - Знания о конструкциях контроля импеданса печатных плат

Что такое импеданс?В цепи, состоящей из резисторов, катушек индуктивности и конденсаторов, сопротивление переменному току называется импедансом. Импеданс часто обозначается как Z. Импеданс - это комплексное число. Действительная часть называется сопротивлением, а мнимая - реактивным сопротивлением. Переменный ток от конденсатора в цепи к препятствию называется реактивным сопротивлением. Переменный ток от индуктивности в цепи к препятствию называется индуктивностью. В цепи переменный ток, вызванный емкостью и индуктивностью препятствия, называется реактивным сопротивлением. Единицей измерения полного сопротивления является ом.

Формула расчета полного сопротивления

Мы предоставляем бесплатные расчеты импеданса и рекомендации по компоновке импедансов.Если вам нужна консультация по импедансу, пожалуйста, свяжитесь с нами по адресу sales@ipcb.com

Большинство инженеров-электронщиков сталкивались с проблемой согласования импеданса.Вообще говоря, целью согласования полного сопротивления является обеспечение эффективной передачи сигнала или энергии от источника сигнала к нагрузке.

Самая идеальная модель - это, конечно, надеяться, что выходное сопротивление источника составляет 50 Ом, сопротивление линии передачи - 50 Ом, входное сопротивление нагрузки - тоже 50 Ом, и 50 Ом на всем протяжении, это самый идеальный вариант.

Однако реальная ситуация такова: полное сопротивление источника не будет составлять 50 Ом, а полное сопротивление на конце нагрузки не будет составлять 50 Ом.В этом случае требуется несколько цепей полного сопротивления.

Согласующая схема состоит из катушек индуктивности и конденсаторов.В настоящее время нам необходимо использовать конденсаторы и катушки индуктивности для отладки схемы полного сопротивления для достижения оптимальной радиочастотной производительности.

Согласующий импеданс

Что значит импеданс для печатных плат?

По мере увеличения скорости передачи сигнала в современных электронных схемах требования к качеству и производительности печатных плат также становятся все выше и выше. Только благодаря согласованию импеданса характеристики схемы, обеспечиваемые печатной платой, могут гарантировать, что сигнал остается стабильным, без отражений, целостности сигнала, без помех, искажений и помехоустойчивым при высокоскоростной передаче.Поэтому при фактическом производстве печатных плат требуется строгий контроль сопутствующих факторов, влияющих на полное сопротивление.

Импеданс печатной платы широко используется в платах телевизионных антенн, мобильных телефонах, автомобильных беспроводных зарядных устройствах, компьютерных платах, USB, Ethernet, памяти DDR, карточных автоматах UnionPay, платах игровых консолей, продуктах для умного дома, средствах связи, микроволновой печи, высокочастотных, радиочастотных платах и т.д.

Без контроля импеданса произойдет значительное отражение и искажение сигнала, что приведет к сбою конструкции печатной платы. Все обычные сигналы, такие как шины PCI, PCI-E, USB, Ethernet, память DDR, сигналы LVDS и т.д., имеют импеданс. В конечном счете, импеданс необходимо учитывать при проектировании печатной платы, что также предъявляет более высокие требования к процессу изготовления печатной платы. После согласования с производителем печатной платы и использования программного обеспечения EDA импеданс трассировок контролируется в соответствии с требованиями к целостности сигнала.

Зачем печатной плате нужно контролировать импеданс?

Импеданс печатной платы относится к сопротивлению и реактивной способности параметров, а переменный ток оказывает блокирующее действие. Обработка импеданса важна при производстве печатных плат.

1. Печатная плата должна учитывать установку электронных компонентов. При установке необходимо учитывать такие вопросы, как проводимость и эффективность передачи сигнала. Следовательно, чем ниже импеданс, тем лучше, а удельное сопротивление должно быть низким.

2. В процессе изготовления печатных плат требуются такие технологии изготовления, как погружение в медь, электролитическое лужение (или химическое покрытие, или термическое напыление олова) и сварка соединительных элементов, а материалы, используемые в этих соединениях, должны обеспечивать удельное сопротивление нижней части. Для обеспечения высокого сопротивления печатной платы общий импеданс должен быть низким и соответствовать требованиям к качеству изделия для нормальной работы.

3. Процесс лужения является наиболее распространенной проблемой во всем производстве печатных плат и ключевым звеном, влияющим на импеданс. Самыми большими недостатками безэлектродного лужения являются то, что оно легко обесцвечивается (легко окисляется или обесцвечивается), плохая сварка, которая затруднит сварку печатной платы, и высокий импеданс, который приведет к плохой проводимости или нестабильной работе всей платы.

4. Проводники на печатной плате будут генерировать различные сигналы. При увеличении скорости и частоты передачи необходимо увеличивать частоту. Если сами линии отличаются из-за таких факторов, как травление, толщина ламинирования, ширина линии и т.д., сопротивление изменится, что приведет к изменению сигнала. Искажения приводят к снижению производительности печатной платы, поэтому значение импеданса необходимо регулировать в определенном диапазоне.

Прохождение теста на импеданс

Что такое импедансная полоса?

Импедансная полоса = Тестовый талон

Тестовый талон используется для использования TDR (рефлектометра во временной области) для проведения тестирования импеданса, чтобы определить, соответствует ли характеристический импеданс изготовленной печатной платы проектным требованиям. Как правило, контролируемое сопротивление представляет собой несимметричную линию и дифференциальную пару, поэтому ширина линии и расстояние между линиями на тестовом листе (при наличии дифференциальной пары) должны совпадать с шириной контролируемых линий. Самое важное - это положение точки заземления во время измерения.

Чтобы уменьшить значение индуктивности провода заземления (ground lead), место заземления датчика TDR (probe) обычно находится очень близко к месту измерения сигнала (наконечнику датчика), поэтому расстояние между точкой измерения сигнала на тестовом листе и точкой измерения сигнала на тестовом листе (tod) должно быть минимальным. точка заземления и труба должны соответствовать техническим характеристикам используемого датчика.

Типы импедансов:

1. Характеристический импеданс: В электронных информационных продуктах, таких как компьютеры и беспроводная связь, энергия передачи по линиям печатной платы представляет собой прямоугольный сигнал (называемый импульсом), состоящий из напряжения и времени, а сопротивление, с которым он сталкивается, называется характеристическим импедансом.

2. Дифференциальный импеданс: драйвер вводит два идентичных сигнала с противоположными полярностями, которые передаются соответственно по двум дифференциальным линиям, и два дифференциальных сигнала вычитаются на приемном конце. Дифференциальный импеданс - это разность полного сопротивления Z между двумя линиями.

3. Сопротивление в нечетном режиме: Значение полного сопротивления первой линии из двух линий заземления одинаково.

4. Сопротивление в четном режиме: драйвер подает два идентичных сигнала одинаковой полярности, а полное сопротивление, когда две линии соединены вместе, равно ZCOM.

5. Синфазный импеданс: Значение полного сопротивления ZOE одной из двух линий заземления. Значения полного сопротивления обеих линий одинаковы, обычно они больше, чем сопротивление в нечетном режиме.

Выше мы рассказали о том, что такое полное сопротивление и импедансные типы? И почему печатной плате требуется согласование полного сопротивления?Объясняется значение импеданса для печатной платы.