การเปลี่ยนแปลงอะไรจะ PCB ออกแบบติดตามความกว้างนํา

เมื่อ PCB เส้นทางก็มักจะเกิดขึ้นเมื่อร่องรอยผ่านพื้นที่เนื่องจากพื้นที่สายไฟจํากัดในพื้นที่ที่มีความจําเป็นต้องใช้เส้นบาง หลังจากผ่านพื้นที่นี้เส้นจะกลับไปที่ความกว้างเดิม การเปลี่ยนแปลงความกว้างของการติดตามจะทําให้เกิดการเปลี่ยนแปลงความต้านทานการสะท้อนจึงจะเกิดขึ้นซึ่งจะมีผลต่อสัญญาณ ดังนั้นภายใต้สถานการณ์ใดที่สามารถปฏิเสธผลกระทบนี้และภายใต้สถานการณ์ใดที่เราต้องพิจารณาผลกระทบของตน?

มีสามปัจจัยที่เกี่ยวข้องกับผลกระทบนี้: ขนาดของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน, เวลาขึ้นสัญญาณ, และความล่าช้าของสัญญาณในบรรทัดแคบ.

ประการแรกช่วยให้ของหารือเกี่ยวกับขนาดของการเปลี่ยนแปลงความต้านทาน การออกแบบของวงจรจํานวนมากต้องการให้เสียงสะท้อนน้อยกว่า 5% ของแรงดันไฟฟ้าแกว่ง (นี้เกี่ยวข้องกับงบประมาณเสียงรบกวนในสัญญาณ) ตามสูตรค่าสัมประสิทธิ์การสะท้อน, อัตราการเปลี่ยนแปลงโดยประมาณของความต้านทานสามารถคํานวณเป็น: △Z/ Z1≤10% นี่คือเหตุผลพื้นฐานว่าทําไมดัชนีทั่วไปของความต้านทานของแผงวงจรเป็น +/- 10%

ถ้าอิมพีแดนซ์เปลี่ยนเพียงครั้งตัวอย่างเช่นหลังจากที่ความกว้างของเส้นจะเปลี่ยนจาก 8mil เป็น 6mil ความกว้าง 6mil จะยังคงอยู่ เพื่อตอบสนองความต้องการงบประมาณเสียงที่สัญญาณสะท้อนเสียงที่เปลี่ยนแปลงทันทีไม่เกิน 5% ของแรงดันไฟฟ้าแกว่งการเปลี่ยนแปลงความต้านทานต้องน้อยกว่า 10% บางครั้งก็ยากที่จะทํา ให้เรานํากรณีของสาย microstrip บนแผ่น FR4 เป็นตัวอย่าง ถ้าความกว้างของเส้นคือ 8 ล้านบาทความหนาระหว่างเส้นและระนาบอ้างอิงคือ 4mil และความต้านทานลักษณะคือ 46.5Ω หลังจากความกว้างของเส้นเปลี่ยนเป็น 6mil ความต้านทานลักษณะจะกลายเป็น 54.2Ωและอัตราการเปลี่ยนแปลงความต้านทานถึง 20% ความกว้างของสัญญาณสะท้อนต้องเกินมาตรฐาน สําหรับเท่าใดมันมีผลต่อสัญญาณก็ยังเกี่ยวข้องกับเวลาที่เพิ่มขึ้นสัญญาณและความล่าช้าของสัญญาณจากจุดสิ้นสุดของการขับรถไปยังจุดสะท้อน แต่อย่างน้อยนี่เป็นปัญหาที่อาจเกิดขึ้น โชคดีที่ปัญหาสามารถแก้ไขได้โดยการยุติการจับคู่ความต้านทาน

หากการเปลี่ยนแปลงความต้านทานเกิดขึ้นสองครั้งเช่นหลังจากที่ความกว้างของเส้นจะเปลี่ยนจาก 8mil เป็น 6mil ก็จะกลับไป 8mil หลังจากที่ถูกดึงออก 2 ซม. จากนั้นการสะท้อนจะเกิดขึ้นที่ปลายทั้งสองด้านของเส้นกว้างยาว 2 ซม. และ 6mil หนึ่งคือความต้านทานกลายเป็นการสะท้อนที่มีขนาดใหญ่ขึ้นและบวกเกิดขึ้นและอีกเป็นความต้านทานจะกลายเป็นการสะท้อนที่มีขนาดเล็กและลบเกิดขึ้น ถ้าช่วงเวลาระหว่างสองสะท้อนสั้นพอ, ทั้งสองสะท้อนอาจยกเลิกกันจึงลดผลกระทบ สมมติว่าสัญญาณที่ส่งเป็น 1V การสะท้อนปกติครั้งแรกมี 0.2V สะท้อน 1.2V ยังคงส่งไปข้างหน้าและการสะท้อนที่สองมี -0.2 * 1.2 = 0.24v สะท้อนกลับ สมมติว่าความยาวของเส้น 6mil สั้นมากและทั้งสอง reflections เกิดขึ้นเกือบจะพร้อมกันแล้วแรงดันสะท้อนรวมเป็นเพียง 0.04V ซึ่งน้อยกว่าความต้องการงบประมาณเสียงของ 5% ดังนั้น, ว่าสะท้อนนี้มีผลต่อสัญญาณและเท่าใดมันมีผลต่อการล่าช้าที่การเปลี่ยนแปลงความต้านทานและเวลาขึ้นสัญญาณ. การวิจัยและการทดลองได้แสดงให้เห็นว่าตราบใดที่ความล่าช้าที่การเปลี่ยนแปลงความต้านทานน้อยกว่า 20% ของเวลาที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณ, สัญญาณสะท้อนจะไม่ก่อให้เกิดปัญหา.

หากเวลาขึ้นสัญญาณเป็น 1ns แล้วความล่าช้าที่การเปลี่ยนแปลงความต้านทานน้อยกว่า 0.2ns สอดคล้องกับ 1.2 นิ้วและการสะท้อนจะไม่ทําให้เกิดปัญหา ในคําอื่น ๆ สําหรับกรณีของตัวอย่างนี้ตราบใดที่ความยาวของการติดตามกว้าง 6mil น้อยกว่า 3 ซม. จะไม่มีปัญหา

เมื่อการออกแบบ PCB ติดตามการเปลี่ยนแปลงความกว้างของเส้นก็ควรจะวิเคราะห์อย่างรอบคอบว่าจะทําให้ผลกระทบตามสถานการณ์ที่เกิดขึ้นจริง มีสามพารามิเตอร์ที่จะกังวลเกี่ยวกับ: วิธีการใหญ่คือการเปลี่ยนแปลงในความต้านทาน, สิ่งที่เป็นเวลาที่เพิ่มขึ้นของสัญญาณ, และระยะเวลาเป็นส่วนคอรูปของความกว้างของเส้นเปลี่ยน. ประมาณประมาณการตามวิธีการข้างต้นและออกจากขอบบางอย่างเหมาะสม ถ้าเป็นไปได้ให้ลดความยาวของส่วนคอ

มันควรจะชี้ให้เห็นว่าในการประมวลผล PCB ที่เกิดขึ้นจริงพารามิเตอร์ไม่สามารถเป็นที่ถูกต้องเป็นทฤษฎี ทฤษฎีสามารถให้คําแนะนําสําหรับการออกแบบของเรา, แต่ไม่สามารถคัดลอกหรือ dogmatic. หลังจากทั้งหมดนี้เป็นวิทยาศาสตร์ในทางปฏิบัติ ค่าที่ประเมินควรได้รับการปรับปรุงอย่างเหมาะสมตามสถานการณ์จริงแล้วนําไปใช้กับการออกแบบ หากคุณรู้สึกว่าไม่มีประสบการณ์จะอนุรักษ์นิยมและปรับอย่างเหมาะสมตามต้นทุนการผลิต