Beheerste Gecontroleerde Impedantie: Essentiële Technieken voor Betrouwbaar PCB-ontwerp

31 augustus 2018

Miniaturisatie is een hype in de PCB-industrie. Er is een enorme vraag naar compacte en snelle PCB's. Hoewel een activum in veel elektronische apparaten, zijn er veel componenten in deze snelle PCB's, die niet zoals verwacht werken en tot falen leiden. Daarom weten PCB-fabrikanten het belang van het vertragen van bepaalde schakelingen om de specifieke werking van componenten mogelijk te maken. Hier kan gecontroleerde impedantie helpen. Wat is gecontroleerde impedantie? Wat is het belang van deze factor? Wat zijn de bepalende factoren van gecontroleerde impedantie? Waar wordt gecontroleerde impedantie gebruikt? Zijn dit vragen die uw geest bezighouden? Als ja, deze post helpt u antwoorden te vinden op al uw vragen.

Inleiding tot Gecontroleerde Impedantie

Om gecontroleerde impedantie te begrijpen, is het belangrijk dat u impedantie begrijpt. Impedantie is alleen gedefinieerd voor hoogfrequente schakelingen. Het is een combinatie van inductie en capaciteit van de schakeling. De waarde van impedantie varieert altijd tussen de twee punten, als niet goed gecontroleerd. Bij hoge frequenties gedragen PCB-sporen zich niet zoals verwacht en de kwaliteit van signalen kan op verschillende punten degraderen. De gecontroleerde impedantie helpt de efficiënte voortplanting van signalen te waarborgen, zonder storing en vervorming. De impedantie (Zo) van een schakeling is een AC-karakteristiek en wordt gemeten in Ohms (Ω). Doelwaarde van impedantie is 25 Ω - 125 Ω.

Factoren die Gecontroleerde Impedantie Bepalen

De impedantie van een PCB-spoor wordt bepaald door factoren zoals weerstand, capacitieve reactantie en geleiding. Wat draagt bij aan deze factoren? Nou, het antwoord is, deze factoren worden bepaald door elementen zoals fysieke afmetingen van het spoor, dielektrische dikte en de dielektrische constante van het substraatmateriaal dat in de PCB wordt gebruikt. De waarde van impedantie wordt bepaald door de volgende factoren:

• Dikte en breedte van het koperen signaalspoor aan de boven- en onderkant
• Dielektrische constante van het prepreg-materiaal en kern
• Dikte van het prepreg-materiaal en kern aan beide kanten van het koperen spoor
• Afstand van het spoor tot andere koperen kenmerken

Typen Gecontroleerde Impedantie

Karakteristieke impedantie is een van de meest voorkomende typen gecontroleerde impedantie. De volgende zijn nog enkele belangrijke typen die op de markt worden aangeduid:

• Input impedantie
• Image impedantie
• Golf impedantie

Typische toepassingen van Gecontroleerde Impedantie

Gecontroleerde impedantie wordt ideaal beschouwd voor hoogfrequente digitale toepassingen:

• RF-communicatie
• Hoogwaardige analoge video
• Computing boven 100 MHz
• Telecommunicatieapparatuur
• Lage-ruis versterkers

Algemene Productiefouten die te Vermijden zijn bij het Creëren van Schakelingen met Gecontroleerde Impedantie

De volgende zijn enkele veelvoorkomende fouten die te vermijden zijn bij het produceren van gecontroleerde impedantie schakelingen:

• Lengte mismatches: Lengtemismatches tussen differentiële paren zullen niet alleen leiden tot signaaldistorsie, maar ook de foutcijfers verhogen. Daarom moeten de lengtes gematched worden binnen +/-5 mils. Ook kunnen de gemismatchte uiteinden worden gedicht met serpentine routing.
• Sporen zonder referentie grondvlakken: De hoog-snelheidssignalen moeten worden gerouteerd naar de onder- of bovenlaag, en een compleet grondreferentievlak moet op de aangrenzende lagen worden gegeven. De impedantie kan stijgen als er geen aangrenzende vlakken zijn.
• Meerdere typen Prepregs: Het is altijd beter om het gebruik van meer dan drie typen prepregs in de printplaat te vermijden. Ook moet erop gelet worden dat de dielektrische dikte van de prepeg onder 10 mils blijft. Prepregs met hoog glas en laag harsgehalte moeten worden vermeden.

Al dit betekent dat u rekening moet houden met het aankopen van deze gecontroleerde impedantie printplaten alleen van betrouwbare en ervaren fabrikanten. Creative Hi-Tech is een van de populaire fabrikanten van gecontroleerde impedantie printplaten in de VS.