在PCB設計階段要注意阻抗控制,這一點很重要。阻抗控制涉及為PCB上的走線和傳輸線指定所需的阻抗。這對于高速信號尤其重要,并且可能會受到您的影響。基材,銅線寬度和布線。即使在布置好電路板并選擇了材料之后,您仍需要與合同制造商(CM)合作以實現最佳設計。
什么是阻抗控制及其重要性?
我確定您從學校記得,阻抗是電路中電阻和電抗的組合。有時,您需要為網絡或走線指定該阻抗以保持信號完整性。阻抗控制和匹配對于更快和更長的跟蹤運行特別重要。
如果您的網需要進行阻抗控制而不是進行阻抗控制,那會發生什么?傳輸信號時,您需要終端阻抗與源阻抗和傳輸阻抗相匹配。這將允許最大量的信號功率發送到線路末端。如果傳輸或終端阻抗不匹配,則某些信號將被反射回跡線并使輸入信號失真。某些通信協議比其他協議可以承受更多的干擾和惡化,因此您需要了解特定信號的規格。
如果走線相對較短或低頻,則可能無需擔心阻抗控制。“相對較短”的經驗法則是,如果信號到達上升線末端花費的時間超過信號上升時間的1?4,則需要對其進行阻抗控制。在頻率方面,如果常規尺寸的電路板的頻率超過200 MHz,那么就該開始考慮阻抗匹配了。
什么影響阻抗匹配?
現在我們知道了阻抗控制的重要性,但是如何實際改變走線的阻抗呢?您可以更改兩個用于阻抗控制的變量:(1)基板材料和布局,以及(2)銅的寬度和走線。
以前,當我na著水果卷時,我只對草莓味感興趣。這告訴我材料很重要,PCB設計也沒什么不同。各種基板具有影響運行阻抗的不同介電特性。層壓板,內芯和預浸料之類的東西以及它們的厚度會改變走線的阻抗。如果您正在設計高速板,則需要仔細研究建議在您的頻率范圍內使用哪種材料。
最重要的任務是保持基材均勻。這意味著,如果將玻璃纖維與樹脂一起使用,則需要確保其緊密編織,以使介電常數在整個區域內保持規則。您還需要關注特定的材料特性例如熱膨脹系數(CTE)。當你的PCB升溫在操作過程中,您的材料將會擴展。介電層的厚度會直接影響阻抗,而高度的增加可能會使電路板超出規格范圍。
阻抗控制最明顯的原因是走線本身。通常,走線的寬度會隨著電介質厚度的變化而變化,以實現正確的阻抗。然而,重要的不僅僅是銅的數量。跟蹤路由的位置也很重要。首先要檢查的是,跡線不會跨越相鄰層中的任何間隙。基板平面中的間隙表示該區域上介電常數的顯著差異,這將干擾阻抗控制。
在信號層的至少一側,您將需要堅固的電源或接地平面。單端跟蹤仍具有返回其原點的返回路徑,該路徑試圖直接在運行下面進行跟蹤。實心平面將使該電流環路像差分對一樣遵循原始軌跡,并減少其對阻抗的影響。說起差分對,確認它們的走線距離很近并且長度盡可能匹配。
阻抗控制制造
設計完理想的PCB之后,您可以完全放心地將其發送到CM,以確保可以實現您的設計意圖,對嗎?也許。一些廠商會幫你帶有阻抗控制,但前提是您提供了正確的信息。您仍然需要注意材料以確保一切都在內部公差。
許多制造商允許您執行以下兩項操作之一:指定介電材料,厚度和銅寬度,或指定所需的阻抗。如果您想自己進行所有計算,我相信您的CM不會抱怨。只要確保您做對了。否則,您可以讓您的CM知道您想要的阻抗,它們會改變基板和走線,從而達到您的要求。只需確保在進行更改后再次檢查即可,以確保沒有其他影響。
在指定材料時,請記住,有些東西是標準尺寸的,所有輸入都具有自己的公差。例如,FR4的介電常數在單批中會發生很大變化。如果您需要更可靠的產品,則應考慮使用更高的高速特定材料。更改某些層或材料的厚度比其他層或材料更容易。在開始設計無法構建的內容之前,請務必檢查與CM的通信并了解其優勢和局限性。
無論您要處理美味的果味小吃還是電路板,完整性都至關重要。長或高速走線的阻抗控制將確保您的信號完整無缺,失真最小。您可以旋轉以實現此目的的兩個主要旋鈕是電介質材料和厚度,以及銅線寬度和布線。當涉及基材時,您的主要目標是使它們盡可能均勻。對于走線,請確保至少在側面通過實心平面布線,避免出現間隙,并使差分對的長度保持相似。
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