Pourquoi la conception des PCB contrôle-t-elle généralement une impédance de 50 ohms ?

Dans le processus de conception de PCB, avant le routage, nous empilons généralement les éléments que nous souhaitons concevoir et calculons l'impédance en fonction de l'épaisseur, du substrat, du nombre de couches et d'autres informations. Après le calcul, le contenu suivant peut généralement être obtenu.

 

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Comme le montre la figure ci-dessus, la conception du réseau asymétrique ci-dessus est généralement contrôlée par 50 ohms, donc beaucoup de gens se demanderont pourquoi il est nécessaire de contrôler selon 50 ohms au lieu de 25 ohms ou 80 ohms ?
Tout d’abord, 50 ohms sont sélectionnés par défaut et tout le monde dans l’industrie accepte cette valeur. D'une manière générale, une certaine norme doit être formulée par un organisme reconnu, et tout le monde conçoit selon cette norme.
Une grande partie de la technologie électronique provient de l’armée. Tout d’abord, la technologie est utilisée dans l’armée, et elle est lentement transférée de l’usage militaire à l’usage civil. Au début des applications micro-ondes, pendant la Seconde Guerre mondiale, le choix de l’impédance dépendait entièrement des besoins d’utilisation et il n’existait pas de valeur standard. Avec les progrès de la technologie, des normes d'impédance doivent être définies afin de trouver un équilibre entre économie et commodité.

 

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Aux États-Unis, les conduits les plus couramment utilisés sont reliés par des tiges et des conduites d'eau existantes. 51,5 ohms est très courant, mais les adaptateurs et convertisseurs vus et utilisés sont de 50 à 51,5 ohms ; ceci est résolu pour l'armée et la marine conjointes. Problème, une organisation appelée JAN a été créée (plus tard organisation DESC), spécialement développée par MIL, et a finalement sélectionné 50 ohms après un examen approfondi, et les cathéters associés ont été fabriqués et transformés en divers câbles. Normes.

A cette époque, la norme européenne était de 60 ohms. Peu de temps après, sous l'influence d'entreprises dominantes comme Hewlett-Packard, les Européens ont également été contraints de changer, de sorte que 50 ohms sont finalement devenus une norme dans l'industrie. C'est devenu une convention, et le PCB connecté à divers câbles doit finalement se conformer à la norme d'impédance de 50 ohms pour l'adaptation d'impédance.

Deuxièmement, la formulation de normes générales sera basée sur des considérations globales du processus de production des PCB ainsi que des performances et de la faisabilité de leur conception.

Du point de vue de la technologie de production et de traitement des PCB, et compte tenu de l'équipement de la plupart des fabricants de PCB existants, il est relativement facile de produire des PCB avec une impédance de 50 ohms. D'après le processus de calcul de l'impédance, on peut voir qu'une impédance trop faible nécessite une largeur de ligne plus large et un milieu fin ou une constante diélectrique plus grande, ce qui est plus difficile à satisfaire avec la carte haute densité actuelle dans l'espace ; une impédance trop élevée nécessite une ligne plus fine. Des supports larges et épais ou de petites constantes diélectriques ne sont pas propices à la suppression des interférences électromagnétiques et de la diaphonie. Dans le même temps, la fiabilité du traitement des panneaux multicouches et du point de vue de la production de masse sera relativement faible. Contrôlez l'impédance de 50 ohms. Dans un environnement d'utilisation de panneaux communs (FR4, etc.) et de panneaux à noyau commun, produisez des produits d'épaisseur de panneau commune (tels que 1 mm, 1,2 mm, etc.). Des largeurs de ligne communes (4 ~ 10 mil) peuvent être conçues. L'usine est très pratique à traiter et les exigences en matière d'équipement pour son traitement ne sont pas très élevées.

Du point de vue de la conception des PCB, 50 ohms sont également sélectionnés après un examen approfondi. D'après les performances des traces PCB, une faible impédance est généralement meilleure. Pour une ligne de transmission avec une largeur de ligne donnée, plus la distance au plan est proche, l'EMI correspondant sera réduit et la diaphonie sera également réduite. Cependant, du point de vue du trajet complet du signal, l'un des facteurs les plus critiques doit être pris en compte, à savoir la capacité de pilotage de la puce. Au début, la plupart des puces ne pouvaient pas piloter des lignes de transmission avec une impédance inférieure à 50 ohms, et les lignes de transmission avec une impédance plus élevée étaient peu pratiques à mettre en œuvre. Une impédance de 50 ohms est donc utilisée comme compromis.

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