Mengapa desain PCB umumnya mengontrol impedansi 50 ohm?

Dalam proses desain PCB, sebelum perutean, biasanya kita menumpuk item yang ingin kita desain, dan menghitung impedansi berdasarkan ketebalan, substrat, jumlah lapisan, dan informasi lainnya. Setelah dilakukan perhitungan, secara umum dapat diperoleh konten sebagai berikut.

 

PCB

 

Terlihat dari gambar di atas, desain jaringan single-ended di atas umumnya dikendalikan oleh 50 ohm, sehingga banyak orang yang bertanya mengapa harus mengontrol menurut 50 ohm, bukan 25 ohm atau 80 ohm?
Pertama-tama, 50 ohm dipilih secara default, dan semua orang di industri menerima nilai ini. Secara umum, standar tertentu harus dirumuskan oleh organisasi yang diakui, dan setiap orang merancang sesuai dengan standar tersebut.
Sebagian besar teknologi elektronik berasal dari militer. Pertama-tama, teknologi ini digunakan di militer, dan perlahan-lahan dialihkan dari penggunaan militer ke penggunaan sipil. Pada masa awal penerapan gelombang mikro, selama Perang Dunia Kedua, pilihan impedansi sepenuhnya bergantung pada kebutuhan penggunaan, dan belum ada nilai standar. Dengan kemajuan teknologi, standar impedansi perlu diberikan untuk mencapai keseimbangan antara ekonomi dan kenyamanan.

 

PCB

 

Di Amerika Serikat, saluran yang paling umum digunakan dihubungkan dengan batang dan pipa air yang sudah ada. 51,5 ohm sangat umum, tetapi adaptor dan konverter yang dilihat dan digunakan adalah 50-51,5 ohm; ini diselesaikan untuk gabungan angkatan darat dan laut. Masalahnya, sebuah organisasi bernama JAN didirikan (kemudian organisasi DESC), yang dikembangkan secara khusus oleh MIL, dan akhirnya memilih 50 ohm setelah pertimbangan yang komprehensif, dan kateter terkait diproduksi dan diubah menjadi berbagai kabel. Standar.

Saat ini, standar Eropa adalah 60 ohm. Segera setelah itu, di bawah pengaruh perusahaan dominan seperti Hewlett-Packard, masyarakat Eropa juga terpaksa berubah, sehingga 50 ohm akhirnya menjadi standar dalam industri. Ini telah menjadi konvensi, dan PCB yang dihubungkan ke berbagai kabel pada akhirnya harus mematuhi standar impedansi 50 ohm untuk pencocokan impedansi.

Kedua, perumusan standar umum akan didasarkan pada pertimbangan komprehensif proses produksi PCB serta kinerja dan kelayakan desain.

Dari perspektif teknologi produksi dan pemrosesan PCB, dan mengingat peralatan dari sebagian besar produsen PCB yang ada, relatif mudah untuk memproduksi PCB dengan impedansi 50 ohm. Dari proses perhitungan impedansi terlihat bahwa impedansi yang terlalu rendah memerlukan lebar garis yang lebih lebar dan media yang tipis atau konstanta dielektrik yang lebih besar, sehingga lebih sulit untuk memenuhi arus papan kepadatan tinggi di ruang; impedansi yang terlalu tinggi memerlukan garis yang lebih tipis Media yang lebar dan tebal atau konstanta dielektrik yang kecil tidak kondusif untuk menekan EMI dan crosstalk. Pada saat yang sama, keandalan pemrosesan papan multi-lapis dan dari perspektif produksi massal akan relatif buruk. Kontrol impedansi 50 ohm. Di bawah lingkungan penggunaan papan umum (FR4, dll.) dan papan inti umum, menghasilkan produk ketebalan papan umum (seperti 1 mm, 1,2 mm, dll.). Lebar garis umum (4~10mil) dapat dirancang. Pabrik ini sangat mudah untuk diproses, dan persyaratan peralatan untuk pemrosesannya tidak terlalu tinggi.

Dari perspektif desain PCB, 50 ohm juga dipilih setelah pertimbangan menyeluruh. Dilihat dari kinerja jejak PCB, impedansi rendah umumnya lebih baik. Untuk saluran transmisi dengan lebar saluran tertentu, semakin dekat jaraknya ke bidang, maka EMI yang bersangkutan akan berkurang, dan crosstalk juga akan berkurang. Namun, dari perspektif jalur sinyal penuh, salah satu faktor terpenting yang perlu dipertimbangkan, yaitu kemampuan penggerak chip. Pada masa-masa awal, sebagian besar chip tidak dapat menggerakkan saluran transmisi dengan impedansi kurang dari 50 ohm, dan saluran transmisi dengan impedansi lebih tinggi tidak nyaman untuk diterapkan. Jadi impedansi 50 ohm digunakan sebagai kompromi.

Sumber: Artikel ini ditransfer dari Internet, dan hak cipta milik penulis asli.