Что такое импеданс трассы?

Медь является предпочтительным материалом для проводов и дорожек на печатных платах благодаря своему низкому сопротивлению, уступая только серебру. При размещении омметра над дорожкой сопротивление постоянному току пренебрежимо мало. Однако это не относится к сопротивлению переменного тока. Сопротивление зависит от частоты, и все провода и дорожки создают некоторое сопротивление току, протекающему от любого драйвера. Хотя сопротивление дорожки обычно становится важным только при быстром нарастании сигнала, крайне важно знать о его существовании и потенциальном влиянии. Но почему сопротивление дорожки имеет значение? Что его вызывает и можно ли им управлять? Если вы слышали термин «контролируемое сопротивление», вы, возможно, уже знаете, что импеданс можно регулировать. Однако, чтобы понять, как и почему это происходит, важно иметь базовые знания о природе импеданса дорожки.

Как работает импеданс трассы

Каждая дорожка имеет распределённую последовательную индуктивность, которая практически неразличима и обратно пропорциональна площади её поперечного сечения. С увеличением времени нарастания результирующий импеданс становится более заметным. Кроме того, каждая дорожка имеет ёмкость, распределённую вдоль самой дорожки и пути обратного сигнала, которая определяется шириной дорожки и диэлектрическими свойствами материала между путём обратного сигнала и дорожкой. Опять же, с увеличением времени нарастания результирующий импеданс, создаваемый током, протекающим через эту ёмкость, может быть значительным. Ваши драйверы воспринимают все дорожки как распределённые LC-цепи, и импеданс дорожки по переменному току возникает из-за этого распределённого LC-цепи. Это называется неконтролируемым импедансом, поскольку мы не пытаемся проектировать дорожку с учётом этого импеданса и позволяем индуктивности и ёмкости естественным образом изменяться вдоль дорожки. Поскольку результирующий импеданс обычно не влияет на работу, нет необходимости тратить время и деньги на разработку методов его регулирования.

Контролируемый импеданс

Для проектирования схемы с контролируемым импедансом необходимо использовать специальные формулы и программные инструменты для расчета правильных значений каждой из этих трех геометрических характеристик. Ширину дорожки и расстояние между трактом возврата сигнала и сигнальной дорожкой обычно проще всего настроить, в то время как диэлектрическая проницаемость обычно определяется материалом печатной платы. После расчета необходимых значений мы можем применить их к проекту схемы и изготовить плату в соответствии с этими требованиями. Проектируя схему с контролируемым импедансом, мы можем минимизировать отражения и гарантировать плавное и эффективное прохождение сигналов по дорожкам без ухудшения качества сигнала. Подводя итог, управление импедансом в схеме требует тщательного контроля геометрических характеристик дорожек, включая ширину, расстояние между ними и диэлектрическую проницаемость. Таким образом, мы можем создать схему, которая поддерживает постоянное сопротивление по всей длине дорожки, что приводит к улучшению качества сигнала и производительности.

Как определить импеданс печатной платы

Для обеспечения контролируемого импеданса печатных плат крайне важно точно измерять импеданс. Калькуляторы импеданса дорожек можно найти в интернете или в программах САПР. Они учитывают ряд параметров, определяющих импеданс, таких как ширина и толщина дорожки, толщина ламината, толщина диэлектрика и масса меди. После расчета этих параметров ширину дорожки можно скорректировать для достижения желаемого импеданса. Для проверки эффективности платы рекомендуется использовать тестовые купоны, изготовленные на той же плате и одновременно с самой платой. Для получения точного результата теста дорожки этих тестовых купонов должны быть идентичны дорожкам платы. Для производства печатных плат с контролируемым импедансом важно точно измерять импеданс. Тестовые купоны изготавливаются на обоих концах производственной платы, что позволяет тестировщикам измерять импеданс, не повреждая плату. Импеданс можно измерить с помощью рефлектометра (TDR), сетевого анализатора или системы тестирования с контролируемым импедансом. Инженер, имеющий опыт работы с системами тестирования с контролируемым импедансом, обеспечит высокое качество результатов. Если вам нужна дополнительная информация или вы хотите заказать печатные платы с контролируемым импедансом для вашей отрасли, свяжитесь с компанией Sprintpcb сегодня.