ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານແມ່ນຫຍັງແລະວິທີການປະຕິບັດການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານໃນ PCBs

ໃນການອອກແບບອຸປະກອນເອເລັກໂຕຣນິກທີ່ທັນສະໄໝ, ແຜ່ນ PCB ມີບົດບາດສຳຄັນຫຼາຍ. ປະສິດທິພາບຂອງແຜ່ນ PCB ສົ່ງຜົນກະທົບໂດຍກົງຕໍ່ຄວາມໝັ້ນຄົງ, ຄວາມໜ້າເຊື່ອຖື ແລະ ປະສິດທິພາບການສົ່ງສັນຍານຂອງລະບົບເອເລັກໂຕຣນິກທັງໝົດ. ໃນນັ້ນ, ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງທີ່ສຳຄັນຂອງການອອກແບບແຜ່ນ PCB. ເນື່ອງຈາກວົງຈອນດິຈິຕອນທີ່ທັນສະໄໝມີເວລາສົ່ງສັນຍານສັ້ນກວ່າ ແລະ ອັດຕາໂມງສູງກວ່າ, ຮ່ອງຮອຍຂອງແຜ່ນ PCB ບໍ່ແມ່ນການເຊື່ອມຕໍ່ງ່າຍໆອີກຕໍ່ໄປ, ແຕ່ເປັນສາຍສົ່ງທີ່ສອດຄ້ອງກັນ. ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານຂອງແຜ່ນ PCB ໝາຍເຖິງການຄວບຄຸມຄວາມໄວໃນການສົ່ງ ແລະ ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານຂອງສັນຍານໃນແຜ່ນ PCB ເພື່ອຮັບປະກັນຄຸນນະພາບ ແລະ ຄວາມໝັ້ນຄົງຂອງການສົ່ງສັນຍານ.

ໃນສະຖານະການປະຕິບັດຕົວຈິງ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານຂອງການຕິດຕາມເມື່ອຄວາມໄວຂອບດິຈິຕອນສູງກວ່າ 1ns ຫຼືຄວາມຖີ່ອະນາລັອກເກີນ 300MHz. ໜຶ່ງໃນຕົວກຳນົດຫຼັກຂອງການຕິດຕາມ PCB ແມ່ນຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະຂອງມັນ (ເຊັ່ນ: ອັດຕາສ່ວນຂອງແຮງດັນຕໍ່ກະແສໄຟຟ້າເມື່ອຄື້ນຖືກສົ່ງຕາມສາຍສົ່ງສັນຍານ). ຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະຂອງສາຍໄຟໃນ PCB ເປັນຕົວຊີ້ບອກທີ່ສຳຄັນຂອງການອອກແບບ PCB. ໂດຍສະເພາະໃນການອອກແບບ PCB ຄວາມຖີ່ສູງ, ມັນຈຳເປັນຕ້ອງພິຈາລະນາວ່າຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະຂອງສາຍໄຟແມ່ນສອດຄ່ອງກັບ ຫຼື ກົງກັບຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະທີ່ຕ້ອງການຂອງອຸປະກອນ ຫຼື ສັນຍານ. ນີ້ກ່ຽວຂ້ອງກັບ 2 ແນວຄວາມຄິດຄື: ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ການຈັບຄູ່ຄວາມຕ້ານທານ. ບົດຄວາມນີ້ສຸມໃສ່ບັນຫາຂອງການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ການອອກແບບ stack.

ມີສັນຍານຫຼາກຫຼາຍຊະນິດທີ່ສົ່ງຜ່ານໄປໃນຕົວນຳຂອງ PCB. ເພື່ອປັບປຸງອັດຕາການສົ່ງຜ່ານຂອງມັນ, ຄວາມຖີ່ຂອງມັນຕ້ອງໄດ້ເພີ່ມຂຶ້ນ. ຄ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງວົງຈອນເອງແຕກຕ່າງກັນໄປຍ້ອນປັດໃຈຕ່າງໆເຊັ່ນ: ການກັດກ່ອນ, ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນ ແລະ ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ, ແລະອື່ນໆ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ເກີດການບິດເບືອນສັນຍານ. ດັ່ງນັ້ນ, ຄ່າຄວາມຕ້ານທານຂອງຕົວນຳໃນ PCB ຄວາມໄວສູງຄວນໄດ້ຮັບການຄວບຄຸມພາຍໃນຂອບເຂດທີ່ແນ່ນອນ, ເຊິ່ງເອີ້ນວ່າ "ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ".

ຄວາມຕ້ານທານຂອງຮ່ອງຮອຍຂອງ PCB ແມ່ນຖືກກຳນົດໂດຍຄວາມຕ້ານທານຂອງຕົວນຳໄຟຟ້າ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານຄວາມຈຸ, ຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ສຳປະສິດການນຳໄຟຟ້າ. ປັດໄຈທີ່ມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຕ້ານທານຂອງສາຍໄຟ PCB ສ່ວນໃຫຍ່ແມ່ນປະກອບມີຄວາມກວ້າງ ແລະ ຄວາມໜາຂອງສາຍທອງແດງ, ຄ່າຄົງທີ່ຂອງໄດອີເລັກຕຣິກ ແລະ ຄວາມໜາຂອງຕົວກາງ, ຄວາມໜາຂອງແຜ່ນເຊື່ອມ, ເສັ້ນທາງຂອງສາຍດິນ, ແລະ ສາຍໄຟອ້ອມຮອບສາຍໄຟ, ແລະອື່ນໆ. ຂອບເຂດຄວາມຕ້ານທານຂອງ PCB ແມ່ນ 25 ຫາ 120 ໂອມ.

ໃນທາງປະຕິບັດ, ສາຍສົ່ງ PCB ໂດຍທົ່ວໄປແລ້ວປະກອບດ້ວຍຮ່ອງຮອຍຂອງສາຍໄຟ, ຊັ້ນອ້າງອີງໜຶ່ງຫຼືຫຼາຍຊັ້ນ, ແລະວັດສະດຸກັນຄວາມຮ້ອນ. ຮ່ອງຮອຍ ແລະ ຊັ້ນດັ່ງກ່າວປະກອບເປັນຄວາມຕ້ານທານການຄວບຄຸມ. PCB ມັກຈະຮັບຮອງເອົາໂຄງສ້າງຫຼາຍຊັ້ນ, ແລະການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານຍັງສາມາດສ້າງຂຶ້ນໄດ້ຫຼາຍວິທີ. ຢ່າງໃດກໍຕາມ, ບໍ່ວ່າຈະໃຊ້ວິທີການໃດກໍຕາມ, ຄ່າຄວາມຕ້ານທານຈະຖືກກຳນົດໂດຍໂຄງສ້າງທາງກາຍະພາບ ແລະ ຄຸນສົມບັດທາງອີເລັກໂທຣນິກຂອງວັດສະດຸກັນຄວາມຮ້ອນ:

ໄມໂຄຣສະຕຣິບ ແມ່ນແຖບລວດທີ່ໝາຍເຖິງສາຍສົ່ງທີ່ມີພຽງດ້ານດຽວທີ່ມີລະນາບອ້າງອີງ. ດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານຂ້າງຖືກສຳຜັດກັບອາກາດ (ຫຼື ຖືກເຄືອບ) ແລະ ຕັ້ງຢູ່ເທິງໜ້າຂອງຄ່າຄົງທີ່ຂອງ Er PCB, ໂດຍມີຊັ້ນພະລັງງານ ຫຼື ຊັ້ນດິນເປັນບ່ອນອ້າງອີງ. ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້:

ໝາຍເຫດ: ໃນການຜະລິດ PCB ຕົວຈິງ, ໂຮງງານ PCB ມັກຈະເຄືອບໝຶກສີຂຽວໃສ່ໜ້າຜິວຂອງ PCB. ດັ່ງນັ້ນ, ໃນການຄິດໄລ່ຄວາມຕ້ານທານຕົວຈິງ, ຮູບແບບທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້ມັກຈະຖືກໃຊ້ສຳລັບສາຍ microstrip ໜ້າຜິວ.

ເສັ້ນລວດແມ່ນແຖບລວດທີ່ວາງຢູ່ລະຫວ່າງລະນາບອ້າງອີງ 2 ອັນ, ດັ່ງທີ່ສະແດງຢູ່ໃນຮູບຕໍ່ໄປນີ້. ຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກຂອງໄດອີເລັກຕຣິກທີ່ເປັນຕົວແທນໂດຍ H1 ແລະ H2 ສາມາດແຕກຕ່າງກັນໄດ້.

2 ກໍລະນີຂ້າງເທິງນີ້ເປັນພຽງການສາທິດທົ່ວໄປຂອງ microstrip ແລະ striplines, ເຊິ່ງປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໃຊ້ສຳລັບການຮຽນຮູ້ຮາດແວອັດສະລິຍະ IoT ທີ່ຝັງຢູ່ ແລະ ລະບົບອື່ນໆ. ມີ microstrip ແລະ striplines ຫຼາຍປະເພດສະເພາະ, ເຊັ່ນ microstrip ເຄືອບ, ເຊິ່ງກ່ຽວຂ້ອງກັບໂຄງສ້າງການຈັດລຽງສະເພາະຂອງ PCBs.

ສົມຜົນທີ່ໃຊ້ເພື່ອຄິດໄລ່ຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການຄິດໄລ່ທາງຄະນິດສາດທີ່ສັບສົນ, ໂດຍປົກກະຕິແລ້ວແມ່ນໃຊ້ວິທີການແກ້ໄຂພາກສະໜາມ, ລວມທັງການວິເຄາະອົງປະກອບຂອບເຂດ. ດັ່ງນັ້ນ, ດ້ວຍການໃຊ້ຊອບແວຄິດໄລ່ຄວາມຕ້ານທານພິເສດ SI9000, ສິ່ງທີ່ພວກເຮົາຕ້ອງເຮັດຄືການຄວບຄຸມພາລາມິເຕີຂອງຄວາມຕ້ານທານລັກສະນະ:

ຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກ Er ຂອງຊັ້ນສນວນ, ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍໄຟ W1 ແລະ W2 (ຮູບຊົງກະເປົ໋າ), ຄວາມໜາຂອງສາຍໄຟ T, ແລະ ຄວາມໜາຂອງຊັ້ນສນວນ H.

W - ຄວາມກວ້າງຂອງເສັ້ນທີ່ອອກແບບມາ

A - ການສູນເສຍການກັດກ່ອນ (ເບິ່ງຕາຕະລາງຂ້າງເທິງ)

ເຫດຜົນຂອງຄວາມກວ້າງທີ່ບໍ່ສອດຄ່ອງກັນລະຫວ່າງດ້ານເທິງ ແລະ ດ້ານລຸ່ມຂອງສາຍແມ່ນຍ້ອນວ່າໃນລະຫວ່າງຂະບວນການຜະລິດ PCBs, ການກັດກ່ອນເກີດຂຶ້ນຈາກເທິງຫາລຸ່ມ, ເຊິ່ງເຮັດໃຫ້ສາຍທີ່ກັດກ່ອນມີຮູບຊົງເປັນຮູບສີ່ຫຼ່ຽມມຸມສາກ.

ມີຄວາມສຳພັນທີ່ສອດຄ້ອງກັນລະຫວ່າງຄວາມໜາຂອງເສັ້ນ T ແລະ ຄວາມໜາຂອງທອງແດງຂອງຊັ້ນນີ້, ດັ່ງຕໍ່ໄປນີ້:

* ເນື່ອງຈາກອິດທິພົນເລັກນ້ອຍຂອງຄວາມໜາຂອງໜ້າກາກປະສານຕໍ່ຄວາມຕ້ານທານ, ມັນຖືກສົມມຸດວ່າເປັນຄ່າຄົງທີ່ 0.5mil.

ພວກເຮົາສາມາດບັນລຸການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານໄດ້ໂດຍການຄວບຄຸມພາລາມິເຕີເຫຼົ່ານີ້. ຍົກຕົວຢ່າງ PCB ດ້ານລຸ່ມຂອງ Anwei, ພວກເຮົາຈະອະທິບາຍຂັ້ນຕອນຂອງການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ ແລະ ການນຳໃຊ້ SI9000:

ຊັ້ນທີສອງແມ່ນພື້ນດິນ, ຊັ້ນທີຫ້າແມ່ນພື້ນພະລັງງານ, ແລະຊັ້ນທີ່ເຫຼືອແມ່ນຊັ້ນສັນຍານ.

ຄຳອະທິບາຍ: ໄດອີເລັກຕຣິກລະຫວ່າງຊັ້ນກາງແມ່ນ FR-4, ໂດຍມີຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກ 4.2; ຊັ້ນເທິງ ແລະ ຊັ້ນລຸ່ມແມ່ນຊັ້ນເປົ່າທີ່ສຳຜັດໂດຍກົງກັບອາກາດ, ແລະ ຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກຂອງອາກາດແມ່ນ 1.

ຜູ້ອອກແບບ PCB ສາມາດໃຊ້ໂຄງສ້າງລຳດັບຊັ້ນຂອງ PCB ໄດ້ຢ່າງເຕັມທີ່ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ. ໂດຍການວາງຊັ້ນສັນຍານທີ່ແຕກຕ່າງກັນໃນຕຳແໜ່ງຊັ້ນທີ່ແຕກຕ່າງກັນ, ຄວາມຈຸລະຫວ່າງຊັ້ນ ແລະ ຄວາມຕ້ານທານສາມາດຄວບຄຸມໄດ້ຢ່າງມີປະສິດທິພາບ. ໂດຍທົ່ວໄປ, ຊັ້ນໃນໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານສູງ ແລະ ຊັ້ນນອກໃຊ້ວັດສະດຸທີ່ມີຄວາມຕ້ານທານຕ່ຳເພື່ອຫຼຸດຜ່ອນຜົນກະທົບຂອງການສະທ້ອນ ແລະ ການສື່ສານຂ້າມ.

ສາຍສົ່ງສັນຍານແບບດີຟອຣເຟີເຣນຊຽລສາມາດໃຫ້ຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການແຊກແຊງທີ່ດີກວ່າ ແລະ ຫຼຸດຜ່ອນຄວາມສ່ຽງຕໍ່ການສື່ສານຂ້າມ. ສາຍສົ່ງສັນຍານແບບດີຟອຣເຟີເຣນຊຽລແມ່ນສາຍຄູ່ຂະໜານທີ່ມີແຮງດັນກົງກັນຂ້າມແຕ່ມີຂະໜາດເທົ່າກັນ, ເຊິ່ງສາມາດໃຫ້ຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ ແລະ ຄວາມສາມາດໃນການຕ້ານການແຊກແຊງທີ່ດີກວ່າ. ຄວາມຕ້ານທານຂອງສາຍສົ່ງສັນຍານແບບດີຟອຣເຟີເຣນຊຽລມັກຈະຖືກຄວບຄຸມໂດຍການເລືອກໄລຍະຫ່າງຂອງສາຍ, ຄວາມກວ້າງ ແລະ ລະນາບພື້ນ.

ພາລາມິເຕີທາງເລຂາຄະນິດເຊັ່ນ: ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍ PCB, ໄລຍະຫ່າງ ແລະ ຮູບແບບການຈັດວາງຍັງສາມາດໃຊ້ເພື່ອຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານໄດ້. ສຳລັບສາຍ microstrip ທົ່ວໄປ, ຄວາມກວ້າງຂອງສາຍທີ່ໜາກວ່າ ແລະ ໄລຍະຫ່າງທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສາມາດຫຼຸດຜ່ອນຄວາມຕ້ານທານໄດ້. ສຳລັບສາຍ coaxial, ເສັ້ນຜ່າສູນກາງສາຍໃນທີ່ນ້ອຍກວ່າ ແລະ ລັດສະໝີສາຍນອກທີ່ໃຫຍ່ກວ່າສາມາດເພີ່ມຄວາມຕ້ານທານໄດ້. ການເລືອກຮູບຮ່າງທາງສາຍໄຟຮຽກຮ້ອງໃຫ້ມີການເພີ່ມປະສິດທິພາບໂດຍອີງໃສ່ຄວາມຕ້ອງການຄວາມຕ້ານທານສະເພາະ ແລະ ຄວາມຖີ່ຂອງສັນຍານ.

ຄ່າຄົງທີ່ໄດອີເລັກຕຣິກຂອງວັດສະດຸ PCB ຍັງມີຜົນກະທົບຕໍ່ຄວາມຕ້ານທານ. ການເລືອກວັດສະດຸທີ່ມີຄຸນສົມບັດໄດອີເລັກຕຣິກທີ່ໝັ້ນຄົງແມ່ນສ່ວນໜຶ່ງຂອງການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານ. ໃນການນຳໃຊ້ຄວາມຖີ່ສູງ ແລະ ຄວາມໄວສູງ, ວັດສະດຸທີ່ນິຍົມໃຊ້ປະກອບມີ FR-4 (ແຜ່ນເສີມເສັ້ນໄຍແກ້ວ), PTFE (polytetrafluoroethylene), ແລະ RF (ຄວາມຖີ່ວິທະຍຸ) laminates.

ກ່ອນການອອກແບບ PCB, ການໃຊ້ເຄື່ອງມືການຈຳລອງ ແລະ ການອອກແບບສາມາດຊ່ວຍໃຫ້ຜູ້ອອກແບບກວດສອບ ແລະ ເພີ່ມປະສິດທິພາບຄວາມຕ້ານທານໄດ້ຢ່າງວ່ອງໄວ ແລະ ຖືກຕ້ອງ. ເຄື່ອງມືເຫຼົ່ານີ້ສາມາດຈຳລອງພຶດຕິກຳຂອງວົງຈອນ, ການສູນເສຍການສົ່ງສັນຍານ ແລະ ການໂຕ້ຕອບທາງແມ່ເຫຼັກໄຟຟ້າເພື່ອກຳນົດຕົວກຳນົດການອອກແບບ PCB ທີ່ດີທີ່ສຸດ. ເຄື່ອງມືການຈຳລອງທົ່ວໄປບາງຢ່າງລວມມີ CST Studio Suite, HyperLynx ແລະ ADS.

ການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານຂອງ PCB ມີບົດບາດສຳຄັນໃນວົງຈອນດິຈິຕອນ ແລະ ອະນາລັອກຄວາມໄວສູງ. ຜ່ານການອອກແບບທີ່ມີລຳດັບຊັ້ນທີ່ສົມເຫດສົມຜົນ, ການນຳໃຊ້ສາຍສົ່ງສັນຍານແບບດິຟເຟີເຣນຊຽລ, ການຄວບຄຸມຮູບຮ່າງຂອງສາຍໄຟ, ການເລືອກວັດສະດຸ PCB ທີ່ເໝາະສົມ, ແລະ ການນຳໃຊ້ເຄື່ອງມືການຈຳລອງ ແລະ ການອອກແບບ, ສາມາດບັນລຸການຄວບຄຸມຄວາມຕ້ານທານທີ່ຊັດເຈນ, ເຊິ່ງຊ່ວຍປັບປຸງປະສິດທິພາບຂອງວົງຈອນ ແລະ ຄວາມສົມບູນຂອງສັນຍານ.