PCB de control de impedancia

Cuando una señal necesita una impedancia específica para funcionar correctamente, se debe preferir la impedancia controlada. En aplicaciones de alta frecuencia, es esencial mantener la impedancia constante en la placa electrónica completa para proteger los datos transferidos de daños y mantener la claridad de la señal. Cuanto más larga sea la traza o mayor sea la frecuencia, más adaptación se necesita. Cualquier falta de rigor en esta etapa puede aumentar el tiempo de conmutación de un dispositivo o circuito electrónico y provocar errores inesperados.

La impedancia no controlada es difícil de analizar una vez que los componentes están montados en el circuito. Los componentes tienen diferentes capacidades de tolerancia dependiendo de su lote. Además, sus especificaciones se ven afectadas por las variaciones de temperatura que pueden provocar fallos de funcionamiento. En tales casos, reemplazar el componente puede parecer la solución al principio cuando, de hecho, es la impedancia de traza inadecuada la causa del problema.

Esta es la razón por la cual las trazas de impedancia y sus tolerancias deben verificarse desde el principio en el diseño de PCB. Los diseñadores deben trabajar mano a mano con el fabricante para garantizar el cumplimiento de los valores de los componentes.

Hay algunos factores que afectan la impedancia controlada de la placa de circuito impreso, que incluyen: espesor dieléctrico, ancho de traza, espesor de cobre, constante dieléctrica Er del material seleccionado para la pila y espesor de la máscara de soldadura.

• Ancho de trazo: Cuanto mayor sea el ancho de la traza, menor será la impedancia. Cuanto más delgado es el ancho del trazo, más impedancia se ofrece. Aumentar el grosor de la placa aumenta la impedancia, mientras que reducirlo disminuirá la impedancia.

• Espesor dieléctrico: El espesor dieléctrico también afecta la impedancia. La fuerza dieléctrica de un material es una medida de la fuerza eléctrica de un aislador. Se define como el voltaje máximo requerido para producir una ruptura dieléctrica a través del material y se expresa en términos de Voltios por unidad de espesor.

• Espesor de cobre: El grosor del cobre también se considera al calcular la impedancia de traza en circuitos digitales de alta velocidad y RF.

• Constante dieléctrica: La constante dieléctrica es la relación entre la permitividad eléctrica de un material y la permitividad eléctrica que se encuentra en el vacío. En una PCB, la constante dieléctrica tiende a variar inversamente con la frecuencia. Una placa de circuito impreso con una constante dieléctrica baja y estable es adecuada para frecuencias altas e impedancia controlada. Una constante dieléctrica más difícil a menudo puede afectar la impedancia de manera impredecible.

Las líneas de trazado deben mantenerse lo más cortas posible y reducir la longitud siempre que sea posible. Si las longitudes de las trazas son bastante largas, se deben usar terminaciones para evitar reflejos.

Deben evitarse los stubs y las discontinuidades de enrutamiento, que se suman a los reflejos y la degradación de la calidad de la señal.

Para el enrutamiento de pares diferenciales, intente y asegúrese de que los pares de señales tengan la misma longitud.

Uso de perforación posterior: para una placa posterior gruesa donde la señal va desde la capa superior a una de las capas internas, el resto del cilindro de cobre de la vía o el pin del conector de ajuste a presión será un trozo, lo que dará como resultado una reflexión. . La perforación posterior elimina el cobre no deseado. Es una técnica que se utiliza para quitar la parte no utilizada, o trozo, del cilindro de cobre de un orificio pasante en una placa de circuito impreso.

Considere usar plata de inmersión como acabado superficial en lugar de ENIG. Plata de inmersión da como resultado menos pérdida de inserción (con pérdida) que ENIG simplemente porque el contenido de níquel en ENIG tiene mucha pérdida y, debido al efecto piel, no es muy bueno para diseños de alta velocidad. La planitud de la almohadilla es tan buena como ENIG y es más manejable que ENIG.

Reducir el tamaño de antipads en capas planas. Los antipads son donde se quitan los pads, o se quita el cobre en capas planas donde el pad no debe o no se conecta a ese plano. A veces, el tamaño de la antialmohadilla es demasiado grande, lo que crea vacíos innecesarios en el plano. Al hacer que el anti-pad sea un poco más pequeño, permite una mayor continuidad del plano, lo que da como resultado una señal más limpia y una ruta de retorno.

Para garantizar la integridad de la señal en los diseños de PCB con alta velocidad, se necesitan características de gran impedancia en las conexiones de la pista del conductor.

Estos solo se pueden determinar después de calcular la impedancia controlada de la PCB en función de las especificaciones de impedancia, el diseño y la acumulación de capas.

Puede usar la calculadora de impedancia en línea. Le ayudará a calcular los anchos de sus trazas, las impedancias diferenciales o de un solo extremo, tanto para modelos de microstrip como de stripline, y otros parámetros como la altura dieléctrica, la constante dieléctrica y el grosor de la traza. La herramienta también proporcionará una guía para los valores de la constante dieléctrica para varios materiales de PCB.

Además, puede contactarnos para obtener el cálculo de la impedancia.

• 1. ¿Qué es la impedancia?

  La impedancia, medida en ohmios (símbolo Ω), es algo diferente a la resistencia. La impedancia es una característica de CA, mientras que la resistencia es una característica de CC. La impedancia se vuelve esencial a medida que aumenta la frecuencia de la señal y, por lo general, se vuelve crítica para las trazas de PCB en componentes de señal de doscientos o trescientos MHz y superiores.

• 2. ¿Cómo funciona el control de impedancia?

  El control de impedancia implica especificar la impedancia requerida para trazas y líneas de transmisión en su PCB. Esto es particularmente importante para señales de mayor velocidad y puede verse afectado por el material del sustrato, los anchos de cobre y el enrutamiento.

• 3. ¿Cuáles son los 3 tipos de impedancia?

  La impedancia funciona con la ayuda de tres elementos principales, a saber, inductor, condensador y resistencia. También da una idea sobre los dos tipos de impedancia, es decir, la impedancia de entrada y la impedancia de salida, y los tipos de resistencia que proporcionan.

• 4. ¿Por qué es importante la impedancia en un circuito?

  La impedancia, si no se trata correctamente, tiene un impacto notablemente negativo en el rendimiento del circuito. Sin la adaptación de impedancia adecuada, pueden existir reflexiones a lo largo del camino desde la fuente hasta la carga.

• 5. ¿Por qué es mejor una impedancia más alta?

  La impedancia más alta tiene más bobinado en una bobina, lo que puede dar como resultado un mejor sistema de motor con menos compromisos, lo que da como resultado un mejor sonido general y una reproducción de graves mejorada.

• 6. ¿Por qué se usa una impedancia de 50 ohmios en el diseño de PCB?

  50 ohmios es el compromiso menos malo entre la impedancia correspondiente a la pérdida mínima, la potencia máxima y el voltaje máximo.

• 7. ¿Qué es la impedancia característica en PCB?

  La más importante de ellas es la impedancia característica, que es simplemente la impedancia de una línea de transmisión en una placa de circuito impreso totalmente aislada de cualquier otra línea de transmisión. Este valor normalmente es de 50 ohmios, aunque puede tomar un valor diferente según el estándar de señalización utilizado en su dispositivo.

• 8. ¿Qué afecta la impedancia en PCB?

  Algunos factores que afectan el control de impedancia durante el diseño de PCB incluyen el ancho de la pista, el grosor del cobre, el grosor del dieléctrico y la constante dieléctrica.

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