При проектировании печатных плат всегда есть несколько разрывов импеданса, что нам следует делать?

Характеристический импеданс: также известный как «характеристическое сопротивление», это не сопротивление постоянному току, относится к концепции передачи по длинной линии. В диапазоне высоких частот будет генерироваться переходный ток между сигнальной линией и опорной плоскостью (силовой или заземляющей плоскостью) вдоль места, куда поступает сигнал во время передачи сигнала из-за установления электрического поля. Если линия передачи изотропна, ток I будет всегда, пока передается сигнал. Однако, если выходное напряжение сигнала равно V, линия передачи будет эквивалентна сопротивлению величины V/I в процессе передачи сигнала.

Это эквивалентное сопротивление называется волновым сопротивлением Z линии передачи. В процессе передачи, если характеристическое сопротивление тракта передачи изменяется, сигнал будет отражаться в узле, где полное сопротивление носит разрывной характер. Факторами, влияющими на волновое сопротивление, являются: диэлектрическая проницаемость, толщина диэлектрика, ширина проволоки, толщина медной фольги.

pcb

1. Градиентная линия

Некоторые РЧ-устройства имеют небольшую упаковку, ширина контактной площадки SMD может составлять всего 12 мил, а ширина линии РЧ-сигнала может быть более 50 мил, чтобы использовать градиентную линию, изменение ширины линии запрещено. Линия в переходной части линии градиента не должна быть слишком длинной.

2. Угол

Если линия радиочастотного сигнала находится под прямым углом, эффективная ширина линии в углу увеличится, что приведет к прерывистому импедансу и отражению сигнала. Чтобы уменьшить прерывистость, есть два способа обработки углов: срезанные углы и закругленные углы. Радиус дуги Angle должен быть достаточно большим, вообще говоря, чтобы гарантировать, что: R> 3 Вт.

3. Большая сварочная площадка

Когда на тонкой полосковой линии 50 евро имеется большая площадка, большая площадка эквивалентна распределенной емкости, которая разрушает непрерывность характеристического импеданса микрополосковой линии. Для улучшения можно одновременно использовать два метода: во-первых, среда микрополосковой линии утолщена, а во-вторых, плоскость заземления под контактной площадкой полая, что может уменьшить распределенную емкость контактной площадки.

4. Через отверстие

Сквозное отверстие представляет собой металлический цилиндр, вставленный в сквозное отверстие между верхней и нижней частью печатной платы. Сигнальные отверстия соединяют линии передачи на разных слоях. Пень отверстия - неиспользованная часть отверстия. Прокладки для сквозных отверстий представляют собой круглые прокладки, которые соединяют сквозные отверстия с верхними или внутренними линиями передачи. Изолирующие панели представляют собой кольцевые зазоры внутри каждого источника питания или заземления для предотвращения короткого замыкания на источник питания и землю. После построения строгой физической теории и приблизительного анализа модель эквивалентной схемы отверстия можно принять за заземляющий конденсатор, соединенный последовательно на каждом конце катушки индуктивности.

Из модели эквивалентной цепи видно, что через само отверстие существует паразитная емкость на землю. Если предположить, что диаметр пластины приварки через отверстие равен D2, диаметр пластины приварки через отверстие равен D1, толщина печатной платы равна T, а диэлектрическая проницаемость подложки равна ε, то паразитная емкость через отверстие примерно:

Паразитная емкость через отверстие может привести к увеличению времени нарастания сигнала и замедлению скорости передачи, что приведет к ухудшению качества сигнала. Точно так же через отверстие возникает паразитная индуктивность. В высокоскоростных цифровых печатных платах вред, причиняемый паразитной индуктивностью, часто больше, чем паразитная емкость.

Его паразитная последовательная индуктивность уменьшит вклад шунтирующего конденсатора и, таким образом, снизит эффективность фильтрации всей энергосистемы. Предположим, что L — индуктивность отверстия, h — длина отверстия, а d — диаметр центрального отверстия. Паразитная индуктивность сквозного приближения приблизительно равна:

a. Отверстие является одним из важных факторов, вызывающих неоднородность импеданса в радиочастотном канале. Если частота сигнала превышает 1 ГГц, следует учитывать влияние отверстия.

б. Обычно используемые методы уменьшения разрыва импеданса через отверстие: использование процесса без пластины, выбор режима выхода, оптимизация диаметра задней пластины и т. д. Оптимизация диаметра задней подкладки является одним из наиболее часто используемых методов уменьшения скачков импеданса. Поскольку характеристики пор связаны с размером апертуры, прокладки, тыльной прокладки, ламинированной структуры, режима выпуска и других структур, рекомендуется оптимизировать каждую конструкцию с помощью HFSS и Optimetrics в соответствии с конкретной ситуацией.

в. Когда используются параметризованные модели, процесс моделирования прост. Во время проверки разработчик печатной платы должен предоставить соответствующие документы по моделированию.

д. Диаметр сквозного отверстия, диаметр прокладки, глубина, задняя прокладка привнесут изменения, что приведет к неоднородности импеданса, отражению и степени вносимых потерь.

5. Коаксиальный разъем сквозного отверстия

Подобно конструкции со сквозным отверстием, коаксиальный соединитель со сквозным отверстием также имеет разрыв импеданса, поэтому решение такое же, как и со сквозным отверстием. Общие методы уменьшения скачков импеданса коаксиальных соединителей со сквозным отверстием следующие: использование бездискового процесса, соответствующий режим выхода и оптимизация диаметра задней пластины.