Mikä on jälkiimpedanssi?

Kupari on ensisijainen materiaali piirilevyjen johdoissa ja jäljityksissä sen alhaisen resistanssin vuoksi, toiseksi eniten hopean jälkeen. Kun ohmimittari asetetaan jäljittimen päälle, tasavirtaresistanssi on merkityksetön. Näin ei kuitenkaan ole vaihtovirtaimpedanssin tapauksessa. Impedanssi on taajuusriippuvainen, ja kaikki johdot ja jäljittimet tuottavat jonkin verran impedanssia mistä tahansa ajurista kulkevalle virralle. Vaikka jäljittimen impedanssista tulee tyypillisesti huolenaihe vain nopeiden signaalin nousuaikojen yhteydessä, on tärkeää olla tietoinen sen olemassaolosta ja mahdollisesta vaikutuksesta. Mutta miksi jäljittimen impedanssilla on merkitystä? Mikä sen aiheuttaa, ja voidaanko sitä hallita? Jos olet kuullut termin "säädelty impedanssi", saatat jo tietää, että impedanssia on mahdollista säätää. Ymmärtääksesi kuitenkin, miten ja miksi, on tärkeää ymmärtää jäljittimen impedanssin luonne.

Miten jälkiimpedanssi toimii

Jokaisella johtimella on hajautettu sarjainduktanssi, joka on lähes erottamaton ja kääntäen verrannollinen johtimen poikkileikkauspinta-alaan. Nousuaikojen kasvaessa syntyvä impedanssi tulee havaittavammaksi. Lisäksi jokaisella johtimella on kapasitanssi jakautuneena johtimen ja signaalin paluureitin suuntaisesti, ja se määräytyy johtimen leveyden ja signaalin paluureitin ja johtimen välisen materiaalin dielektrisyyden mukaan. Jälleen kerran, jos nousuajat kasvavat, tämän kapasitanssin läpi kulkevan virran synnyttämä impedanssi voi olla huomattava. Ohjaimesi havaitsevat kaikki johtimet hajautettuina LC-piireinä, ja johtimen vaihtovirtaimpedanssi syntyy tästä hajautetusta LC-piiristä. Tätä kutsutaan hallitsemattomaksi impedanssiksi, koska emme yritä suunnitella johdinympäristöä ottamaan huomioon tätä impedanssia, vaan annamme induktanssin ja kapasitanssin vaihdella luonnollisesti johtimen varrella. Koska syntyvä impedanssi ei tyypillisesti vaikuta toimintaan, ei ole tarvetta käyttää aikaa tai rahaa sen säätelymenetelmien kehittämiseen.

Hallittu impedanssi

Suunnitellaksemme ohjatun impedanssipiirin meidän on käytettävä erityisiä kaavoja ja ohjelmistotyökaluja laskeaksemme oikeat arvot kullekin näistä kolmesta geometrisesta ominaisuudesta. Signaalin paluureitin ja signaalijäljen välinen leveys ja etäisyys on tyypillisesti helpoin säätää, kun taas dielektrisyyskerroin on tyypillisesti piirilevyn materiaalin määräämä. Kun olemme laskeneet tarvittavat arvot, voimme soveltaa niitä piirin suunnitteluun ja levyn valmistukseen näiden vaatimusten täyttämiseksi. Suunnittelemalla ohjatun impedanssipiirin voimme minimoida heijastukset ja varmistaa, että signaalimme kulkevat sujuvasti ja tehokkaasti johtoja pitkin ilman signaalin laadun heikkenemistä tai menetystä. Yhteenvetona voidaan todeta, että impedanssin hallinta piirissä edellyttää johtojen geometristen ominaisuuksien, kuten leveyden, etäisyyden ja dielektrisyyskertoimen, huolellista hallintaa. Näin voimme luoda piirin, joka ylläpitää vakion impedanssin koko jäljen pituudelta, mikä johtaa parempaan signaalin laatuun ja suorituskykyyn.

Kuinka määrittää piirilevyn jälkiimpedanssi

Painettujen piirilevyjen hallitun impedanssin varmistamiseksi on tärkeää mitata impedanssi tarkasti. Johdinimpedanssilaskurit löytyvät verkosta tai CAD-ohjelmistoista, ja ne ottavat huomioon useita impedanssia määrittäviä parametreja, kuten johtimen leveyden, johtimen paksuuden, laminaatin paksuuden, dielektrisen paksuuden ja kuparin painon. Näiden parametrien laskemisen jälkeen johtimen leveyttä voidaan säätää halutun impedanssin saavuttamiseksi. Levyn tehokkuuden testaamiseksi on suositeltavaa käyttää testikuponkeja, jotka on valmistettu samalle paneelille ja samaan aikaan kuin varsinainen levy. Näiden testikuponkien juovien tulee olla identtisiä levyn juovien kanssa, jotta saadaan tarkka testitulos. Hallitun impedanssin piirilevyjen valmistamiseksi on tärkeää mitata impedanssi tarkasti. Testikupongit rakennetaan tuotantopaneelin molempiin päihin, jolloin testaajat voivat mitata impedanssia vahingoittamatta levyä. Impedanssi voidaan mitata aika-alueen heijastinmittarilla (TDR), verkkoanalysaattorilla tai hallitun impedanssin testausjärjestelmällä. Insinööri, jolla on kokemusta hallittujen impedanssin testausjärjestelmien käytöstä, varmistaa korkealaatuiset tulokset. Jos tarvitset lisätietoja tai haluat tilata hallitun impedanssin piirilevyjä toimialallesi, ota yhteyttä Sprintpcb:hen jo tänään.