Als een van de belangrijke inhoud van PCB-ontwerp speelt impedantie-matching van PCB-routering een cruciale rol bij het verbeteren van de betrouwbaarheid en prestaties van circuits.
1, Definitie
PCB-routeringsimpedantie verwijst naar de totale weerstand die elektrische signalen ondervinden tijdens verzending op de printplaat. Simpel gezegd is het de ‘hinderende kracht’ die elektrische signalen tegenkomen wanneer ze op de printplaat lopen. PCB-routeringsimpedantiematching verwijst naar de aanpassing en afstemming van de routeringsimpedantie om de signaaloverdracht op de printplaat stabieler en betrouwbaarder te maken.
2, Functie
De rol van PCB-impedantiematching bij snelle signaaloverdracht is erg belangrijk. Vanwege de slechte impedantie-aanpassing van PCB-bedrading kan dit het transmissie-effect van signalen beïnvloeden, wat resulteert in verminderde circuitprestaties, grotere bitfouten en verhoogde interferentie, wat grote risico's voor het ontwerp met zich meebrengt. Ondertussen is voor veel snelle signaalontwerpen zoals PCIe, USB, HDMI, DDR, enz. overeenkomstige impedantie-aanpassing vereist om het transmissie-effect van het signaal te garanderen.
3, Beïnvloedende factoren
Bij het afstemmen van de PCB-routeringsimpedantie moet niet alleen rekening worden gehouden met de beïnvloedende factoren van de printplaat zelf, maar ook met de beïnvloedende factoren van externe factoren op de printplaat, die voornamelijk de volgende aspecten omvatten:
1. Lijnbreedte en lijnafstand: Lijnbreedte en lijnafstand zijn de belangrijkste factoren die de impedantie van PCB-routering bepalen. Over het algemeen geldt: hoe smaller de lijnbreedte, hoe kleiner de lijnafstand en hoe hoger de routeringsimpedantie.
2. Materiaal van de printplaat: De diëlektrische constante van het printplaatmateriaal is een andere belangrijke factor die de impedantie van de PCB-bedrading beïnvloedt. Hoe groter de diëlektrische constante, hoe groter de bedradingsimpedantie.
3. De vorm van soldeerpads en pinnen: De vorm van soldeerpads en pinnen heeft ook invloed op de grootte van de PCB-routeringsimpedantie. Over het algemeen geldt dat hoe kleiner de grootte van soldeervlakken en pinnen, hoe groter de routeringsimpedantie.
4. Signaalfrequentie: De signaalfrequentie heeft ook invloed op de impedantie van de PCB-bedrading. Over het algemeen geldt dat hoe hoger de signaalfrequentie, hoe hoger de bedradingsimpedantie.
4, Matchingmethode
Om ervoor te zorgen dat de PCB-routeringsimpedantie overeenkomt, gebruiken ontwerpers meestal de volgende methoden:
1. Impedantieberekening voor verschillende PCB-routering: op basis van specifieke praktijksituaties wordt impedantieberekening uitgevoerd voor PCB-routering met verschillende breedtes en lijnafstanden om de impedantiegrootte van de routering te bepalen en de breedte, lijnafstand en hoek van de routering aan te passen. PCB-routering om matching te bereiken.
2. Voeg impedantiecontroller toe: Voeg op de kritieke knooppunten van elke PCB-routering een impedantiecontroller toe om de routeringsimpedantie te regelen en het effect van routeringsimpedantiematching te bereiken.
3. Gebruik maken van differentiële signalen: Door differentiële signalen te gebruiken, kunnen positieve en negatieve signalen tussen twee draden worden verzonden, waardoor de impact van draadimpedantie wordt verminderd, EMI-interferentie wordt onderdrukt en de betrouwbaarheid en prestaties van het circuit worden verbeterd.