וואָס איז ימפּידאַנס קאָנטראָל און ווי צו דורכפירן ימפּידאַנס קאָנטראָל אויף פּקבס

אין דעם פּלאַן פון מאָדערנע עלעקטראָנישע דעוויסעס, שפּילן פּקבס אַ קריטישע ראָלע. די פאָרשטעלונג פון פּקבס אַפעקטירט גלייך די פעסטקייט, פאַרלעסלעכקייט און טראַנסמיסיע עפעקטיווקייט פון דער גאַנצער עלעקטראָנישער סיסטעם. צווישן זיי, איז ימפּידאַנס קאָנטראָל אַ וויכטיקער טייל פון פּקב פּלאַן. זינט מאָדערנע דיגיטאַלע קרייזן האָבן קירצערע סיגנאַל טראַנסמיסיע צייטן און העכערע זייגער ראַטעס, זענען פּקב טראַסעס נישט מער פּשוטע קאַנעקשאַנז, נאָר טראַנסמיסיע ליניעס אַקאָרדינגלי. פּקב ימפּידאַנס קאָנטראָל באַציט זיך צו קאָנטראָלירן די טראַנסמיסיע גיכקייט און ימפּידאַנס מאַטשינג פון סיגנאַלן אויף די פּקב צו ענשור די קוואַליטעט און פעסטקייט פון סיגנאַל טראַנסמיסיע.

אין פּראַקטישע סיטואַציעס, איז עס נייטיק צו קאָנטראָלירן די טרעיס אימפּעדאַנס ווען די דיגיטאַלע מאַרדזשינאַל גיכקייט איז העכער ווי 1ns אָדער די אַנאַלאָג פרעקווענץ יקסידז 300MHz. איינער פון די שליסל פּאַראַמעטערס פון PCB טרעיס איז זיין כאַראַקטעריסטיש ימפּעדאַנס (ד"ה די פאַרהעלטעניש פון וואָולטידזש צו קראַנט ווען די כוואַליע איז טראַנסמיטטעד צוזאמען די סיגנאַל טראַנסמיסיע ליניע). די כאַראַקטעריסטיש ימפּעדאַנס פון דראָטן אויף PCBs איז אַ וויכטיקער אינדיקאַטאָר פון PCB פּלאַן. ספּעציעל אין די הויך פרעקווענץ PCB פּלאַן, איז עס נייטיק צו באַטראַכטן צי די כאַראַקטעריסטיש ימפּעדאַנס פון די דראָט איז קאָנסיסטענט מיט אָדער גלייַכן די פארלאנגט כאַראַקטעריסטיש ימפּעדאַנס פון די מיטל אָדער סיגנאַל. דאָס ינוואַלווז 2 קאָנצעפּטן: ימפּעדאַנס קאָנטראָל און ימפּעדאַנס מאַטשינג. דער אַרטיקל פאָקוסירט אויף די ישוז פון ימפּעדאַנס קאָנטראָל און סטעק פּלאַן.

עס ווערן פארשידענע סיגנאלן טראנסמיטירט אין די קאנדוקטארן פון די פּקב. כּדי צו פֿאַרבעסערן איר טראַנסמיסיע ראַטע, מוז איר אָפטקייט ווערן געוואקסן. דער אימפּעדאַנס ווערט פון דער קרייז אַליין ווערייִרט צוליב פאַקטאָרן ווי עטשינג, שיכט גרעב און דראָט ברייט, אאז"וו, וואָס פאַראורזאַכט סיגנאַל דיסטאָרשאַן. דעריבער, דער אימפּעדאַנס ווערט פון קאנדוקטארן אויף הויך-גיכקייַט פּקבס זאָל ווערן קאָנטראָלירט אין אַ געוויסן קייט, וואָס ווערט גערופן "אימפּעדאַנס קאָנטראָל".

די אימפּעדאַנס פון פּקב טראַסעס ווערט באַשטימט דורך זייער אינדוקטיווע און קאַפּאַסיטיוו אינדוקטאַנס, קעגנשטעל און קאַנדאַקטיוויטי קאָעפיציענט. די פאַקטאָרן וואָס ווירקן די אימפּעדאַנס פון פּקב וויירינג זענען דער הויפּט די ברייט און גרעב פון די קופּער דראָט, די דיעלעקטרישע קאָנסטאַנט און גרעב פון די מעדיום, די גרעב פון די סאָלדער פּאַד, די דרך פון די גראַונד דראָט, און די וויירינג אַרום די וויירינג, עטק. די קייט פון פּקב אימפּעדאַנס איז 25 צו 120 אָום.

אין פּראַקטיק, PCB טראַנסמיסיע ליניעס טיפּיש באַשטייען פון אַ דראָט שפּור, איין אָדער מער רעפֿערענץ לייַערס, און איזאָלאַציע מאַטעריאַלן. די שפּור און שיכטע קאָנסטיטוטירן די קאָנטראָל ימפּידאַנס. PCBs אָפט אַדאַפּטירן מולטי-שיכטע סטרוקטורן, און ימפּידאַנס קאָנטראָל קען אויך זיין קאַנסטראַקטאַד אין פאַרשידענע וועגן. אָבער, ראַגאַרדלאַס פון די מעטאָד געניצט, די ימפּידאַנס ווערט וועט זיין באַשטימט דורך זייַן גשמיות סטרוקטור און די עלעקטראָניש אייגנשאַפטן פון די איזאָלאַציע מאַטעריאַל:

א מיקראָסטריפּ איז אַ פּאַס דראָט וואָס באַציט זיך צו אַ טראַנסמיסיע ליניע מיט בלויז איין זייט וואָס האט אַ רעפערענץ פלאַך. די שפּיץ און זייטן זענען אויסגעשטעלט צו לופט (אָדער זענען באדעקט) און זענען ליגן אויף דער ייבערפלאַך פון אַן איזאָלאַציע קאָנסטאַנט Er PCB, מיט דער מאַכט אָדער גראַונד שיכט ווי אַ רעפערענץ. ווי געוויזן אין דער פאלגענדער בילד:

באַמערקונג: אין פאַקטישער פּקב פאַבריקאַציע, באַשמירט די פּקב פאַבריק געוויינטלעך אַ שיכט פון גרינער טינט אויף דער ייבערפלאַך פון דער פּקב. דעריבער, אין פאַקטישע אימפּעדאַנס קאַלקולאַציעס, ווערט דער מאָדעל געוויזן אין דער פאלגענדער פיגור געוויינטלעך געניצט פֿאַר ייבערפלאַך מיקראָסטריפּ ליניעס.

א סטריפּליין איז אַ פּאַס דראָט געשטעלט צווישן 2 רעפֿערענץ פּלענער, ווי געוויזן אין דער פֿאָלגנדיקער פֿיגור. די דיעלעקטרישע קאָנסטאַנטן פֿון דעם דיעלעקטריק רעפּרעזענטירט דורך H1 און H2 קענען זיין אַנדערש.

די אויבנדערמאנטע צוויי פעלער זענען נאר א טיפישע דעמאנסטראציע פון ​​מיקראסטריפ און סטריפלייןס, וואס ווערן געווענליך גענוצט פארן לערנען פון איינגעבעטעטע IoT אינטעליגענטע הארדווער און אנדערע סיסטעמען. עס זענען דא אסאך ספעציפישע טיפן מיקראסטריפ און סטריפלייןס, ווי צום ביישפיל באדעקטע מיקראסטריפ, וואס זענען פארבונדן מיט דער ספעציפישער סטאַקינג סטרוקטור פון PCBs.

די גלייכונג גענוצט צו רעכענען כאַראַקטעריסטישע אימפּעדאַנס פארלאנגט קאָמפּליצירטע מאַטעמאַטישע חשבונות, געוויינטלעך ניצן פעלד סאָלווינג מעטאָדן, אַרייַנגערעכנט גרענעץ עלעמענט אַנאַליז. דעריבער, מיט די נוצן פון ספּעשאַליזירטע אימפּעדאַנס קאַלקולאַציע ווייכווארג SI9000, אַלץ וואָס מיר דאַרפֿן צו טאָן איז קאָנטראָלירן די פּאַראַמעטערס פון כאַראַקטעריסטישער אימפּעדאַנס:

די דיעלעקטרישע קאָנסטאַנטע Er פון דער איזאָלאַציע שיכט, די וויירינג ברייט W1 און W2 (טראַפּעזאָידאַל), די וויירינג גרעב T, און די איזאָלאַציע שיכט גרעב H.

W – דיזיינירטע ליניע ברייט

א – עטש פארלוסט (זע טאבעלע אויבן)

די סיבה פֿאַר די נישט-קאָנסיסטענטע ברייט צווישן די שפּיץ און דנאָ פון דער ליניע איז אַז בעת דעם פּראָדוקציע פּראָצעס פון פּקבס, פּאַסירט קעראָוזשאַן פון אויבן צו אונטן, וואָס רעזולטירט אין אַ טראַפּעזאָידאַל פאָרעם פון דער קעראָודיד ליניע.

עס איז דא א קארעספאנדירנדע באציאונג צווישן די ליניע גרעב T און די קופער גרעב פון דעם שיכט, ווי פאלגנד:

צוליב דעם קליינעם איינפלוס פון דער גרעב פון דער לאָט־מאַסקע אויף דער אימפּעדאַנס, ווערט עס אנגענומען ווי אַ קאָנסטאַנטער ווערט פון 0.5 מיל.

מיר קענען דערגרייכן אימפּעדאַנס קאָנטראָל דורך קאָנטראָלירן די פּאַראַמעטערס. נעמענדיג אַנוויי'ס אונטערשטע פּקב ווי אַ בייַשפּיל, וועלן מיר דערקלערן די טריט פון אימפּעדאַנס קאָנטראָל און די נוצן פון SI9000:

די צווייטע שיכט איז די גראונד פלאך, די פינפטע שיכט איז די פאוער פלאך, און די איבעריגע שיכטן זענען די סיגנאל שיכטן.

דערקלערונג: די דיעלעקטריק צווישן די צווישן-שיכטן איז FR-4, מיט א דיעלעקטרישער קאנסטאנט פון 4.2; די אויבערשטע און אונטערשטע שיכטן זענען בלויזע שיכטן וואָס קומען אין דירעקטן קאָנטאַקט מיט לופט, און די דיעלעקטרישע קאנסטאנט פון דער לופט איז 1.

פּקב דיזיינערס קענען גאָר נוצן די כייעראַרקישע סטרוקטור פון פּקבס צו דערגרייכן אימפּעדאַנס קאָנטראָל. דורך שטעלן פאַרשידענע סיגנאַל לייַערס אין פאַרשידענע שיכט פּאָזיציעס, קען מען עפעקטיוו קאָנטראָלירן די צווישן-שיכט קאַפּאַסיטאַנס און אינדוקטאַנס. בכלל, די אינעווייניקסטע שיכט ניצט הויך אימפּעדאַנס מאַטעריאַלן און די אויסווייניקסטע שיכט ניצט נידעריק אימפּעדאַנס מאַטעריאַלן צו רעדוצירן די ווירקונג פון רעפלעקציע און קראָסטאָלק.

דיפערענציעלע סיגנאַל טראַנסמיסיע ליניעס קענען צושטעלן בעסערע אַנטי-ינטערפערענס פיייקייט און נידעריקער קראָסטאָלק ריזיקירן. דיפערענציעלע סיגנאַל טראַנסמיסיע ליניעס זענען אַ פּאָר פון פּאַראַלעל דראָטן מיט פאַרקערט וואָולטידזש אָבער גלייַך סיזעס, וואָס קענען צושטעלן בעסער סיגנאַל אָרנטלעכקייט און אַנטי-ינטערפערענס פיייקייט. די ימפּידאַנס פון דיפערענציעלע סיגנאַל טראַנסמיסיע ליניעס איז יוזשאַוואַלי קאַנטראָולד דורך די סעלעקציע פון ​​​​ליניע ספּייסינג, ברייט און גראַונד פלאַך.

געאמעטרישע פאראמעטערס ווי PCB ליניע ברייט, ספעיסינג און אויסלייג קענען אויך גענוצט ווערן צו קאנטראלירן אימפעדענס. פאר געווענליכע מיקראסטריפ ליניעס, קען א דיקערע ליניע ברייט און גרעסערע ספעיסינג רעדוצירן אימפעדענס. פאר קאאקסיאלע ליניעס, קענען קלענערע אינערליכע ליניע דיאמעטערס און גרעסערע אויסערליכע ליניע ראדיוסן פארגרעסערן אימפעדענס. די אויסוואל פון דראט געאמעטריע פארלאנגט אפטימיזאציע באזירט אויף ספעציפישע אימפעדענס רעקווייערמענטס און סיגנאל פרעקווענץ.

די דיעלעקטרישע קאָנסטאַנטע פון ​​פּקב מאַטעריאַלן ווירקט אויך אויף אימפּעדאַנס. אויסקלויבן מאַטעריאַלן מיט סטאַבילע דיעלעקטרישע אייגנשאַפטן איז טייל פון אימפּעדאַנס קאָנטראָל. אין הויך-פרעקווענץ און הויך-גיכקייט אַפּליקאַציעס, אָפט גענוצטע מאַטעריאַלן אַרייַננעמען FR-4 (גלאַז פיברע ריינפאָרסט ברעט), PTFE (פּאָליטעטראַפלאָאָראָעטילענע), און RF (ראַדיאָ פרעקווענץ) לאַמינאַטעס.

פארן PCB דיזיין, קען די נוצן פון סימולאציע און דיזיין מכשירים העלפן דיזיינערס שנעל און גענוי וועריפיצירן און אפטימיזירן אימפעדענס. די מכשירים קענען סימולירן קרייז אויפפירונג, סיגנאל טראנסמיסיע פארלוסטן און עלעקטראמאגנעטישע אינטעראקציעס צו באשטימען די אפטימאלע PCB דיזיין פאראמעטערס. עטלעכע געוויינלעכע סימולאציע מכשירים זענען CST Studio Suite, HyperLynx און ADS.

פּקב אימפּעדאַנס קאָנטראָל שפּילט אַ קריטישע ראָלע אין הויך-גיכקייַט דיגיטאַל און אַנאַלאָג קרייזן. דורך גלייַך כייעראַרקיש פּלאַן, די נוצן פון דיפערענטשאַל סיגנאַל טראַנסמיסיע ליניעס, קאָנטראָל פון וויירינג דזשיאַמעטרי, סעלעקציע פון ​​​​​​פּאַסיק פּקב מאַטעריאַלס, און די נוצן פון סימיאַליישאַן און פּלאַן מכשירים, פּינטלעכע אימפּעדאַנס קאָנטראָל קען זיין דערגרייכט, דערמיט ימפּרוווינג קרייז פאָרשטעלונג און סיגנאַל אָרנטלעכקייט.