Dè a th’ ann an smachd impedance agus mar a nì thu smachd impedance air PCBan

Ann an dealbhadh innealan dealanach an latha an-diugh, tha pàirt chudromach aig PCBan. Tha coileanadh PCBan a’ toirt buaidh dhìreach air seasmhachd, earbsachd agus èifeachdas tar-chuir an t-siostaim dealanach gu lèir. Nam measg, tha smachd impedance na phàirt chudromach de dhealbhadh PCB. Leis gu bheil amannan tar-chuir comharran nas giorra agus ìrean cloca nas àirde aig cuairtean didseatach an latha an-diugh, chan e ceanglaichean sìmplidh a th’ ann an lorgan PCB tuilleadh, ach loidhnichean tar-chuir a rèir sin. Tha smachd impedance PCB a’ toirt iomradh air smachd a chumail air astar tar-chuir agus maidseadh impedance chomharran air a’ PCB gus dèanamh cinnteach à càileachd agus seasmhachd tar-chuir comharran.

Ann an suidheachaidhean practaigeach, tha e riatanach smachd a chumail air bacadh an lorg nuair a tha an astar imeallach didseatach nas àirde na 1ns no nuair a tha an tricead analog nas àirde na 300MHz. Is e aon de na prìomh pharaimeatairean de lorg PCB an bacadh sònraichte aige (ie an co-mheas eadar bholtaids agus sruth nuair a thèid an tonn a thar-chuir air loidhne tar-chuir nan comharran). Tha bacadh sònraichte uèirichean air PCBn na chomharradh cudromach air dealbhadh PCB. Gu sònraichte ann an dealbhadh PCB àrd-tricead, tha e riatanach beachdachadh a bheil bacadh sònraichte an uèir a rèir no a bheil e a’ freagairt ris an bhacadh sònraichte a tha a dhìth air an inneal no an comharra. Tha seo a’ toirt a-steach 2 bhun-bheachd: smachd bacadh agus maidseadh bacadh. Tha an artaigil seo a’ cur fòcas air cùisean smachd bacadh agus dealbhadh cruachan.

Tha diofar chomharran air an tar-chur ann an stiùirichean a’ PCB. Gus an ìre tar-chuir aige a leasachadh, feumar a tricead a mheudachadh. Bidh luach impedance a’ chuairt fhèin ag atharrachadh air sgàth nithean leithid gràbhaladh, tiugh an t-sreath agus leud uèir, msaa., ag adhbhrachadh saobhadh chomharran. Mar sin, bu chòir luach impedance stiùirichean air PCBan àrd-astar a bhith air a smachdachadh taobh a-staigh raon sònraichte, ris an canar "smachd impedance".

Tha impedance nan lorgan PCB air a dhearbhadh leis an ionduchtachd ionduchtach is comasach aca, an aghaidh agus an co-èifeachd giùlain. Am measg nam factaran a bheir buaidh air impedance uèirleadh PCB tha leud is tiughas na uèire copair, an cunbhalach dielectric agus tiughas a’ mheadhain, tiughas a’ phàipear-sàdaidh, slighe na uèire talmhainn, agus an uèirleadh timcheall air an uèirleadh, msaa. Tha raon impedance PCB eadar 25 agus 120 ohms.

Ann an cleachdadh, mar as trice bidh loidhnichean tar-chuir PCB air an dèanamh suas de lorg uèir, aon no barrachd shreathan iomraidh, agus stuthan inslitheachaidh. Tha an lorg agus an sreath a’ dèanamh suas an impedance smachd. Bidh PCBan gu tric a’ cleachdadh structaran ioma-fhilleadh, agus faodar smachd impedance a thogail ann an diofar dhòighean cuideachd. Ach, ge bith dè an dòigh a thathar a’ cleachdadh, thèid luach an impedance a dhearbhadh leis an structar fiosaigeach aige agus feartan dealanach an stuth inslitheachaidh:

Is e stiall uèir a th’ ann am microstrip a tha a’ toirt iomradh air loidhne tar-chuir aig a bheil dìreach aon taobh le plèana iomraidh. Tha am mullach agus na taobhan fosgailte don èadhar (no còmhdaichte) agus suidhichte air uachdar PCB Er le cunbhalachd inslitheachaidh, leis an t-sreath cumhachd no talmhainn mar iomradh. Mar a chithear san fhigear a leanas:

Nota: Ann an saothrachadh PCB, mar as trice bidh factaraidh PCB a’ còmhdach sreath de inc uaine air uachdar a’ PCB. Mar sin, ann an àireamhachadh impedance, mar as trice bidh am modail a chithear san fhigear a leanas air a chleachdadh airson loidhnichean microstrip uachdar.

Is e stiall uèir a th’ ann an loidhne-stiall a tha air a cur eadar 2 phlèana iomraidh, mar a chithear san fhigear a leanas. Faodaidh cunbhalachdan dielectric an dielectric air an riochdachadh le H1 agus H2 a bhith eadar-dhealaichte.

Chan eil anns an dà chùis gu h-àrd ach taisbeanadh àbhaisteach de mhicro-stiallan agus stiallan-loidhne, a thathas mar as trice a’ cleachdadh airson ionnsachadh bathar-cruaidh tuigseach IoT leabaithe agus siostaman eile. Tha iomadh seòrsa sònraichte de mhicro-stiallan agus stiallan-loidhne ann, leithid micro-stiallan còmhdaichte, a tha co-cheangailte ri structar cruachaidh sònraichte PCBn.

Tha an co-aontar a thathar a’ cleachdadh gus impedance feart obrachadh a-mach ag iarraidh àireamhachadh matamataigeach iom-fhillte, mar as trice a’ cleachdadh dhòighean fuasgladh achaidh, a’ gabhail a-steach mion-sgrùdadh eileamaidean crìche. Mar sin, le bhith a’ cleachdadh bathar-bog àireamhachaidh impedance sònraichte SI9000, chan eil againn ach smachd a chumail air paramadairean impedance feart:

An cunbhalach dielectric Er den t-sreath insulation, leud an uèirleadh W1 agus W2 (trapezoidal), tighead an uèirleadh T, agus tighead an t-sreath insulation H.

W - leud loidhne dealbhaichte

A – call gràin (faic an clàr gu h-àrd)

Is e an t-adhbhar airson an leud neo-chunbhalach eadar mullach is bonn na loidhne gu bheil creimeadh a’ tachairt bho mhullach gu bonn rè pròiseas saothrachaidh PCBn, agus mar thoradh air sin bidh cumadh trapezoidal air an loidhne chreimichte.

Tha dàimh cho-fhreagarrach eadar tiughas na loidhne T agus tiughas copair na sreath seo, mar a leanas:

* Air sgàth cho beag 's a tha buaidh tighead masg tàthaidh air impedance, thathas a' gabhail ris gur luach seasmhach de 0.5mil a th' ann.

Is urrainn dhuinn smachd a chumail air impedance le bhith a’ cumail smachd air na paramadairean seo. A’ gabhail PCB ìosal Anwei mar eisimpleir, mìnichidh sinn na ceumannan airson smachd a chumail air impedance agus cleachdadh SI9000:

Is e an dàrna sreath am plèana talmhainn, is e am còigeamh sreath am plèana cumhachd, agus is iad na sreathan a tha air fhàgail na sreathan comharran.

Mìneachadh: Is e FR-4 an dielectric eadar na sreathan eadar-mheadhanach, le cunbhalach dielectric de 4.2; Tha na sreathan àrda is ìosal nan sreathan lom a thig an conaltradh dìreach ri èadhar, agus is e 1 cunbhalach dielectric an adhair.

Faodaidh dealbhadairean PCB làn fheum a dhèanamh den structar ìreachail aig PCBan gus smachd a chumail air impedance. Le bhith a’ cur diofar shreathan chomharran ann an diofar shuidheachaidhean sreathan, faodar comas agus ionduchtachd eadar-fhilleadh a smachdachadh gu h-èifeachdach. San fharsaingeachd, bidh an sreath a-staigh a’ cleachdadh stuthan impedance àrd agus bidh an sreath a-muigh a’ cleachdadh stuthan impedance ìosal gus buaidh meòrachaidh agus crosstalk a lughdachadh.

Faodaidh loidhnichean tar-chuir comharran eadar-dhealaichte comas nas fheàrr an aghaidh bacadh a thoirt seachad agus cunnart nas ìsle bho thar-chòmhradh. Tha loidhnichean tar-chuir comharran eadar-dhealaichte nan paidhir de uèirichean co-shìnte le bholtaids mu choinneamh a chèile ach meudan co-ionann, a dh’ fhaodas ionracas comharran agus comas an aghaidh bacadh nas fheàrr a thoirt seachad. Mar as trice bidh bacadh loidhnichean tar-chuir comharran eadar-dhealaichte air a smachdachadh le bhith a’ taghadh astar loidhne, leud agus plèana talmhainn.

Faodar paramadairean geoimeatrach leithid leud, àite agus cruth loidhne PCB a chleachdadh cuideachd gus smachd a chumail air impedance. Airson loidhnichean microstrip cumanta, faodaidh leud loidhne nas tiugh agus àite nas motha impedance a lughdachadh. Airson loidhnichean co-aiseach, faodaidh trast-thomhas loidhne a-staigh nas lugha agus radii loidhne a-muigh nas motha impedance a mheudachadh. Feumaidh taghadh geoimeatraidh uèiridh leasachadh stèidhichte air riatanasan impedance sònraichte agus tricead comharran.

Bidh an cunbhalach dielectric ann an stuthan PCB cuideachd a’ toirt buaidh air impedance. Tha taghadh stuthan le feartan dielectric seasmhach mar phàirt de smachd impedance. Ann an tagraidhean àrd-tricead agus àrd-astar, tha na stuthan a thathas a’ cleachdadh gu cumanta a’ toirt a-steach FR-4 (bòrd ath-neartaichte le snàithleach glainne), PTFE (polytetrafluoroethylene), agus laminates RF (tricead rèidio).

Mus tèid PCB a dhealbhadh, faodaidh innealan samhlachaidh is dealbhaidh cuideachadh le dealbhadairean dearbhadh agus leasachadh a dhèanamh air an impedance gu sgiobalta agus gu ceart. Faodaidh na h-innealan seo giùlan cuairte, call tar-chuir chomharran agus eadar-obrachaidhean electromagnetic a shamhlachadh gus na paramadairean dealbhaidh PCB as fheàrr a dhearbhadh. Am measg cuid de na h-innealan samhlachaidh cumanta tha CST Studio Suite, HyperLynx agus ADS.

Tha smachd impedance PCB a’ cluich pàirt chudromach ann an cuairtean didseatach is analogach aig astar luath. Tro dhealbhadh reusanta ìreachail, cleachdadh loidhnichean tar-chuir comharran eadar-dhealaichte, smachd air geoimeatraidh uèirichean, taghadh stuthan PCB iomchaidh, agus cleachdadh innealan samhlachaidh is dealbhaidh, faodar smachd impedance mionaideach a choileanadh, agus mar sin a’ leasachadh coileanadh cuairte agus ionracas comharran.