インピーダンス制御の基本的な要因を理解する
高速デジタルPCB設計 PCB 内の接続ワイヤは、複数の機能を実行します。電流流れ以外にも、信号伝送ラインの一部を持っています。多機能性は、小型サイズとデジタル化からの出力を最大化するのに役立ちます。
PCBの信号伝送の反射を防ぐことが重要です。インピーダンス制御、位置合わせ、およびインピーダンスのマッチングにより、回路の伝送損失を低減できます。インピーダンスはAC回路の特性です。それは抵抗平行ループおよび力の平面がACの流れに提供するである。
さまざまな理由が、PCB設計の特性インピーダンスに影響を与える可能性があります。多くのエラーは、障害のある伝送線路から発生します。
特性インピーダンスは、他の原因によっても変化する可能性があります。考えられる要因は次のとおりです。
1.回路トレースの厚さ。
2.回路トレース誘電値の周囲にプリプレグ。
3.絶縁体の厚さも一部を果たしています。
右の誘電体を選択
誘電率は、特性インピーダンスに大きく影響します。PCB設計の制御インピーダンス量を計算する必要があります。特性インピーダンスは誘電体材料の幅に比例します。絶縁誘電体の幅が大きいほど、インピーダンス値が高くなる。
メーカーは絶縁目的でPCB回路で誘電体を使用しています。基板板の成分- 多数の成分材料から選択します。一般的なものはFR-4-グラスファイバー-エポキシラミネートを含む。それは同様に耐火性である – PCBが過熱した場合に便利な特性。設計に基づいて、フレキシブルなFLEX素材を選択することもできます。
誘電率は周波数に関して可変である。幅広い周波数を通じて、一貫した一定値を持つ材料を選択します。それらはPCB基板の高周波適用のために適している。
分割平面間での交差トレースの防止
専門家は、地上基準面上の高速/周波数信号をルーティングする方法を提案します。分割された平面間での経路トレース配線を常に避けるようにしてください。例外の唯一の時間は、制御インピーダンスを増加させる場合です。
分割された平面を横切る痕跡を横断する場合、いくつかの負の側面があります。その中には、次のようなものがあります。
1.直列インダクタンスによる信号伝送遅延。
2.信号の中断と干渉。
3.信号の整合性の低下。
クロストレースの代替方法として、分割された平面にコンデンサをステッチする方法があります。これらは、現在のリターンパスを適切に提供します。これは、現在のループ領域の減少につながります。このようにして、目的のインピーダンスコントロールを使用できます。
常に基準地表平面を保持する
交流の帰路としてグラウンドパスを参照する必要があります。回路トレースによって占有されていない領域のほとんどは、基準接地面を構成します。大面積は、大きな電圧降下なしに大電流の戻りが可能です。無線周波レベルで動作するPCBの場合、接地面は信号障害を低減します。また、グラウンド ループによる干渉も減少します。
また、地盤面はインピーダンス制御にも欠かせません。また、2つの並び回路トレース間のクロストークを防止する。また、回路の状態変化時に大きな電圧降下を防止します。高インピーダンスの電源または接地トレースは、接地バウンスを引き起こす可能性があります。
それは他の回路部品の機能を妨害する。基準地盤の面積が大きいほど、インピーダンスは少なくなります。その結果、電流パルスはダメージを少なくします。
プリプレグ制限について知る
プリプレグ(含浸前の略)は、エッチングされたコアを融合する用途を見つける。その他のアプリケーション – ベースに銅線を取り付けます。補強成分は、いくつかの構成材料を有し得る。一般に、それは通常、グラスファイバーとエポキシ系樹脂材料から成る。高温で2つの層を押すと、必要な厚さが作成されます。
専門家は、コアスタックアップ中に、最大で3つの異なるタイプのプリプレグを使用することをお勧めします。厚みの変動を避けるために、各層は10ミリメートル未満にする必要があります。
樹脂含有量が少ないプリプレグは避けてください。ラミネートの間に樹脂の飢餓につながる可能性があります。ボードは、設計において対称でなければなりません。インピーダンス制御を強化するには、誘電率一定の均一性が必要です。より大きな一貫性も望ましい。
また、プリプレグ融合材料の誘電率は変化する。それらは通常、元のコア材料と比較して異なります。銅のCTE(熱膨張係数)に匹敵するプレプレグ材料を選ぶ。
インピーダンス コントロール トレース サイズ
トレースは、高速PCB基板の制御インピーダンスを決定するのに役立ちます。トレース寸法を使用してインピーダンスコントロールを計算します。この計算に必要な 4 つの測定値は次のとおりです。
● H: トレースの高さ。
● Er: 誘電率。
● T: 証拠の厚さ。
● W: 証拠の幅。
トレースインピーダンスは、次の各単位の変化によって変化します。したがって、これらの寸法を事前に決定することが不可欠です。トレース幅の大幅な差は、接続不良につながる可能性があります。極端な場合には、PCBを破壊する可能性があります。標準化されたトレース寸法を避けるのが良い。お客様のPCB設計に従って動作する場合と動作しない場合があります。
安全なインピーダンス計算機を使用する
インピーダンスのレベルを計算することは、いくつかの段階で重要です。特に、PCB設計段階で必要です。PCB設計で制御されたインピーダンスの値を見つけます。その後、変更または許容範囲の許容レベルを決定できます。
主な問題は計算自体です。インピーダンス値の方程式には、一連の疲れた複雑な方程式が含まれます。寸法以外にも、誘電率の値が必要になります。正確な対数値、関数の値、その他多くのことを知る必要があります。また、常に近くに科学電卓を持つことは不可能です。
インピーダンスを計算するためのオンラインオプションは、今日利用可能です。いくつかのサイトがあなたのために計算の部分を行います。微量寸法と誘電率の値を提示します。インピーダンス値はあからずに使用できます。
良いPCB設計ツールが不可欠
技術の進歩に伴い、多くの支援オプションが利用可能になりました。PCB設計用のツールとソフトウェアは、数十年前には前代未聞でした。一部のコンポーネントには、品目原価見積のコンポーネントが統合されています。利用可能ないくつかのオプションの中で試してみて、お気に入りを選びます。
PCB設計者は、アルティウムデザイナー、パワーPCB、ORCAD、オートデスクイーグルの間で自分のお気に入りを試してみてください。その他のオプションには、KiCAD EDA、ソリッドワークスPCB、および多くがあります。 それぞれに長所と短所がいくつかあります。購入前に現在のシステムとの互換性を考慮してください。
シグナル整合性解析の実行
注文を出す前にシグナルインテグリティ分析テストを実行するのは理にかなっています。この手順は、自分で PCB を製造する場合にも論理的です。
テスト段階で発生する可能性のあるエラーを見つけることが、コスト削減の適切な方法です。また、冗長性、コンポーネント材料の浪費、試行、および障害を防ぎます。インピーダンス制御レベルが目的のターゲットと一致するかどうかを確認できます。PCB 作業指図の許容許容レベルについて、製造元に提案します。
概要
PCB基板設計のインピーダンス制御を確実に行う方法をご確認ください。PCB設計段階で潜在的な誘電体材料と微量寸法を検討してください。
分割された平面を横切る痕跡の防止は、優れた設計慣行です。また、基準地表平面を維持する場合も同様です。これらのプラクティスは、長期的には有益です。
1.スタックアップで 3 つ以上の異なるプリプレグを使用しないようにしてください。
2.多数のツールとソフトウェアが用意されています。
3.最適な結果を得るために必要なすべてを使用します。
4.最終的な注文を出す前に、信号の完全性を確認してください。
配線では、技術的な専門知識と経験を持っています。PCB製造のための最先端のセットアップが好きになるでしょう。また、必要に応じてカスタマイズ可能なPCBソリューションを提供する当社の能力。今日のカスタマイズニーズとPCBについてお話しください!
