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インピーダンスの定義。PCB におけるインピーダンスの意味を理解するには?

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インピーダンスの定義 – 電気機器におけるZと呼ばれるインピーダンスの定義は、導体部品、システム、または回路を通過する場合、直流または交流電流のいずれかが直面している反対の量を指します。電流と電圧が一定の場合、インピーダンスはヌルであり、したがって交流の場合、値は決してヌルではありません。

インピーダンスとは、電気回路のリアクタンスと抵抗の和であり、オームで測定される。インピーダンスは、プリント基板の設計時に気をつけなければならないコースの特性である。 インピーダンスの要件を持つPCBは、期待どおりに動作するガジェットや家電製品につながる、起こっている電圧の変化を無効化します。

なぜそれがPCBのインピーダンスを定義理解することが不可欠なのでしょうか? 

それは、効率に関係するすべての事項です。理論的には、信号経路上で見つかった全体のインピーダンスが一致したときに最大の信号伝達が行われることを示しています。高速デジタル信号を処理しながら高周波数で動作するプリント回路基板では、インピーダンスの制御が必要です。  定義 インピーダンスコントロールはプリント基板メーカーにとって不可欠であり、高速デジタルアプリケーション、RFアプリケーション、テレコミュニケーションなどの分野で急速に重要性を増している。プリント基板におけるインピーダンスの問題を理解すること。

インピーダンスの変化、インピーダンスの不一致、あるいは間違った形状がもたらす不適切なインピーダンスがどのように信号を歪ませるかを知ることはできないだろう。要するに、インピーダンスはロックンロールと同じであり、それを理解するのは少し複雑である。しかし、繰り返しになるが、インピーダンスを「理解」するために、インピーダンスの定義についてすべてを理解する必要はない。

要約すると、インピーダンスの要件が満たされたプリント回路基板は、電圧の変化をすべて無効にしてしまうということです。それは、ガジェットやデバイスが期待通りに動作するようになります。WellPCBでは、リアクタンスフローと抵抗を効率的に検出するように設計されたソフトウェアプログラムを簡単にお勧めすることができ、あなたが必要とするすべてのスペックを提供します。このデータを使って、お客様のためのカスタムPCBを作成します。

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PCBのインピーダンスを制御する方法とは?

例えば、衛星放送/テレビケーブルでは、アンテナがソース、テレビがロード、同軸ケーブルがコンダクタとして機能します。ケーブルは絶縁体と導体で構成され、これらの寸法と電気的特性を測定して、ケーブルの電気インピーダンスを制御しています。

PCB上の信号が、メッセージの発信源から負荷までの経路を効果的に伝達するためには、インピーダンスの制御が必要である。インピーダンスを制御しなければ、そのような信号が有用に移動する可能性は、困難でないとしても、困難であるだろう。インピーダンスをコントロールすることで、あなたの基板は失敗や失望することなく、期待通りに動作することが期待されます。

しかし、そのようなことを実現するのは、難しくないと思われるかもしれません。信号がソースからロードに効果的に移動するためには、インピーダンスが一致しなければなりません。したがって、基準トラックの出力インピーダンスと負荷インピーダンスの入力インピーダンスは一致させなければならない。そうすれば、信号はソースから目的の場所まで、支障なく移動することができる。  

インピーダンス制御を確実に実現するために、メーカーはおそらく、最初にフィールドソルバーから来る規定のパラメータで作業を行うだろう。その後、PCBのインピーダンスのテストを行い、必要であれば、希望通りの機能を持つPCBを製造または作成するために、いくつかの変更を行う必要があるかもしれない。

インピーダンスコントロールの定義例

インピーダンスを制御する最も一般的な例として、テレビとアンテナを接続するケーブルが挙げられる。その線は、シールドと呼ばれる外側の円筒形の導体からそれを分離する丸い、内側の導体で構成される同軸ケーブルであってもよい。

寸法、絶縁体、導体、電気的特性は、その電界の形と相互作用を決定するために慎重に制御されます。これが、ケーブルの電気インピーダンスを決めるのに大きく影響する。

適切な例は、所定の位置にある。最良の信号を得るためには、アンテナや衛星アンテナのインピーダンスがケーブルのインピーダンスと一致する必要があります。一方、ケーブルはテレビのそれとも一致しなければなりません。この考え方をプリント基板に置き換えて、インピーダンスの不一致の結果、目的の信号が目的地に届かないとしたらどうでしょう。  

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以上のことから、ミスマッチが発生したり、ミスマッチが疑われたりすると、何もかもが思い通りに動かなくなる。したがって、プリント基板のインピーダンスを制御することは、良いアイデアであるように思われる。しかし、どのようにすれば、それほど困難なくこれを実現できるのだろうか?

PCBにおけるインピーダンスコントロールの定義とは?

自分の基板に合ったインピーダンスコントロールサービスの種類を決める前に、インピーダンスコントロールの基本を理解する必要がある。インピーダンスコントロールとは何 か、そしてそれは具体的にどのように機能す るのか。まず、インピーダンスコントロールに関 するサービスには、3つの基本レベルがある。以下はその例である。

– インピーダンス制御なし – インピーダンスの公差が 非常に緩いため、正しいインピーダンスを達成す るために追加の設計要素を必要としない。この場合、PCBをより安価に、より早く完成させることができる。

– インピーダンス・ウォッチング – インピーダンス・コントロール・トレースの概要を設計者が示し、プロバイダはそれに応じて誘電体高さとトレース幅を調整するだけである。ユーザーの仕様がメーカーに承認されると、PCBの製造が開始される。

– インピーダンスコントロール – ここでは、メーカーは、必要なインピーダンスを打つために彼らができる最善のことを行うPCB基板を製造しています。

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PCBの定義インピーダンスの測定方法

プリント基板のインピーダンスの測定は、世の中に存在する他の困難な活動や演習の中でも、間違いなく最も困難なタスクの1つである。実際にやってみた人は、プリント基板上のインピーダンスを測定することは、見た目ほど簡単なことではないと主張している。ここには、複雑な手順や必要な機器がたくさんある。

接続、アクセス性、トレースの長さ、トラックの分岐など、その他の要因によって、正確な測定値を得ることが難しくなることがあります。時間領域反射率計は、TDRとも呼ばれ、インピーダンスを測定する標準的な方法である。この反射率計は、線路に沿って何らかの信号を送り、インピーダンスの不一致が起きた場合に反射されるメッセージの部分を測定するものである。  

測定には、高品質のプローブとケーブルを使用することが望ましく、RFアダプタが必要な場合は、校正品質のアダプタに頼る必要があります。また、この範囲での平均値を得るためには、ゲートカーソルを使用することが不可欠です。帯域幅を狭くすると、ノイズは少なくなりますが、解像度が低下することを理解しておく必要があります。  

PCBの定義インピーダンスに影響を与える要因

プリント基板のインピーダンスの整合性に影響を与える最も重要な要因は、異なる場所での厚さの均一性と線幅の均一性である。ライン幅が基板の端から25mm未満の場合、ラインインピーダンスの値は、基板中央のものよりも1〜4オーム小さくなる。線が基板の端から50mm以上離れていれば、インピーダンス値は位置によって大きく影響されない。

つまり、インピーダンスPCBの公差に影響を与える要因には、材料の公差や樹脂の含有量などの側面がある。それだけではありません。その他にも、基板の上下に位置するトレース幅や高さも含まれます。WellPCBにパターンのセットを与えれば、私達は単一のサーキットボードにそれらを結合します。正しい位置とパターンサイズ、そして特定の公差でPCBを製造します。メーカーが正しい位置、サイズ、耐久性を提供できるようにすることが肝要です。そのようなことが起こらない場合、チャンスはあなたの基板が無駄になってしまう可能性があります。

PCBのインピーダンスに最も影響を与える要因の中で、誘電体の厚さが最も大きな割合を占めている。誘電体の厚みが最も大きな割合を占めている(45%)。次いで、トレース幅(25%)、誘電率(15%)、銅の厚さ(10%)。そして最後に、ソルダーレジスト(5%)です。

まとめ 

インピーダンスの定義は、電気回路のリアクタンスと抵抗の合計であり、それをまとめるためにオームで表されます。PCB基板では、インピーダンスがPCB上の信号伝送に影響を与えるため、インピーダンスに関係する事柄を真剣に考える必要がある。低電流で高速スイッチングする信号を伝送する場合、主に干渉の影響を受けやすいので、インピーダンス分析が必要である。しかし、プリント配線板で発生する反射を回避または最小化するためには、インピーダンス制御に関する事項を考慮に入れて、いくつかの歪みを防止する必要があります。ウェルPCBは、注文前の技術サポート、インピーダンスコントロール基板の製造における豊富な経験、100%のインピーダンスマッチングの経験により、地球上の何百もの顧客にサービスを提供しているメーカーの1つです。

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