Miksi PCB-suunnittelu yleensä ohjaa 50 ohmin impedanssia?

Piirilevyn suunnittelussa pinoamme yleensä ennen reititystä suunniteltavat kohteet ja laskemme impedanssin paksuuden, alustan, kerrosten lukumäärän ja muiden tietojen perusteella. Laskennan jälkeen voidaan yleensä saada seuraava sisältö.

 

PCB

 

Kuten yllä olevasta kuvasta voidaan nähdä, yllä olevaa yksipäistä verkkorakennetta ohjataan yleensä 50 ohmilla, joten monet ihmiset kysyvät, miksi ohjausta vaaditaan 50 ohmin mukaan 25 ohmin tai 80 ohmin sijaan?
Ensinnäkin 50 ohmia on valittu oletuksena, ja kaikki alan edustajat hyväksyvät tämän arvon. Yleisesti ottaen tietyn standardin on laadittava tunnustettu organisaatio, ja jokainen suunnittelee standardin mukaan.
Suuri osa elektroniikkateknologiasta tulee armeijalta. Ensinnäkin teknologiaa käytetään armeijassa, ja se siirtyy hitaasti sotilaasta siviilikäyttöön. Mikroaaltosovellusten alkuaikoina, toisen maailmansodan aikana, impedanssin valinta oli täysin riippuvainen käyttötarpeista, eikä vakioarvoa ollut. Tekniikan kehittyessä impedanssistandardit on annettava, jotta saavutetaan tasapaino taloudellisuuden ja mukavuuden välillä.

 

PCB

 

Yhdysvalloissa yleisimmin käytetyt putket yhdistetään olemassa olevilla sauvoilla ja vesiputkilla. 51,5 ohmia on hyvin yleinen, mutta nähdyt ja käytetyt sovittimet ja muuntimet ovat 50-51,5 ohmia; tämä on ratkaistu yhteisen armeijan ja laivaston osalta. Ongelma, perustettiin organisaatio nimeltä JAN (myöhemmin DESC-organisaatio), jonka MIL oli erityisesti kehittänyt, ja lopulta valittiin kattavan harkinnan jälkeen 50 ohmia, ja siihen liittyvät katetrit valmistettiin ja muunnettiin erilaisiksi kaapeleiksi. Standardit.

Tuolloin eurooppalainen standardi oli 60 ohmia. Pian sen jälkeen hallitsevien yritysten, kuten Hewlett-Packardin, vaikutuksesta eurooppalaisetkin joutuivat muuttumaan, joten 50 ohmista tuli lopulta alan standardi. Siitä on tullut käytäntö, ja eri kaapeleihin kytketyn piirilevyn on viime kädessä täytettävä 50 ohmin impedanssistandardin impedanssisovitus.

Toiseksi yleisten standardien muotoilu perustuu piirilevyjen tuotantoprosessin ja suunnittelun suorituskyvyn ja toteutettavuuden kattaviin näkökohtiin.

Piirilevyjen tuotanto- ja käsittelyteknologian näkökulmasta ja useimpien olemassa olevien piirilevyvalmistajien varustelutasolla on suhteellisen helppoa valmistaa piirilevyjä 50 ohmin impedanssilla. Impedanssin laskentaprosessista voidaan nähdä, että liian pieni impedanssi vaatii leveämmän viivan leveyden ja ohuen keskimääräisen tai suuremman dielektrisyysvakion, mikä on vaikeampaa täyttää nykyistä tiheää levyä avaruudessa; liian korkea impedanssi vaatii ohuemman linjan Leveät ja paksut materiaalit tai pienet dielektrisyysvakiot eivät edistä EMI:n ja ylikuulumisen vaimentamista. Samalla monikerroslevyjen käsittelyn luotettavuus ja massatuotannon näkökulmasta tulee olemaan suhteellisen heikko. Ohjaa 50 ohmin impedanssia. Kun käytät tavallisia levyjä (FR4 jne.) ja tavallisia ydinlevyjä, valmistat tavallisia levypaksuisia tuotteita (kuten 1 mm, 1,2 mm jne.). Yhteiset linjaleveydet (4-10mil) voidaan suunnitella. Tehdas on erittäin kätevä käsitellä, ja sen käsittelyyn vaadittavat laitteet eivät ole kovin korkeat.

Piirilevysuunnittelun näkökulmasta 50 ohmia valitaan myös perusteellisen harkinnan jälkeen. Piirilevyjälkien suorituskyvyn perusteella alhainen impedanssi on yleensä parempi. Tietyn linjan leveyden omaavalla siirtojohdolla mitä lähempänä etäisyys tasoon on, vastaava EMI vähenee ja myös ylikuuluminen vähenee. Kuitenkin koko signaalipolun näkökulmasta yksi kriittisimmistä tekijöistä on otettava huomioon, eli sirun käyttökyky. Alkuaikoina useimmat sirut eivät voineet käyttää siirtolinjoja, joiden impedanssi oli alle 50 ohmia, ja korkeamman impedanssin siirtolinjoja oli hankala toteuttaa. Joten 50 ohmin impedanssia käytetään kompromissina.

Lähde: Tämä artikkeli on siirretty Internetistä ja tekijänoikeudet kuuluvat alkuperäiselle kirjoittajalle.