Mengapa reka bentuk PCB biasanya mengawal impedans 50 ohm?

Dalam proses reka bentuk PCB, sebelum penghalaan, kami biasanya menyusun item yang ingin kami reka bentuk, dan mengira impedans berdasarkan ketebalan, substrat, bilangan lapisan dan maklumat lain. Selepas pengiraan, kandungan berikut secara amnya boleh diperolehi.

 

PCB

 

Seperti yang dapat dilihat dari rajah di atas, reka bentuk rangkaian satu hujung di atas secara amnya dikawal oleh 50 ohm, jadi ramai orang akan bertanya mengapa ia diperlukan untuk mengawal mengikut 50 ohm dan bukannya 25 ohm atau 80 ohm?
Pertama sekali, 50 ohm dipilih secara lalai, dan semua orang dalam industri menerima nilai ini. Secara umumnya, piawaian tertentu mesti dirumuskan oleh organisasi yang diiktiraf, dan semua orang mereka bentuk mengikut piawaian.
Sebahagian besar teknologi elektronik datang daripada tentera. Pertama sekali, teknologi ini digunakan dalam ketenteraan, dan ia perlahan-lahan dipindahkan daripada penggunaan tentera kepada awam. Pada hari-hari awal aplikasi gelombang mikro, semasa Perang Dunia Kedua, pilihan impedans bergantung sepenuhnya kepada keperluan penggunaan, dan tiada nilai standard. Dengan kemajuan teknologi, piawaian impedans perlu diberikan untuk mencapai keseimbangan antara ekonomi dan kemudahan.

 

PCB

 

Di Amerika Syarikat, konduit yang paling biasa digunakan disambungkan oleh rod dan paip air sedia ada. 51.5 ohm adalah sangat biasa, tetapi penyesuai dan penukar yang dilihat dan digunakan ialah 50-51.5 ohm; ini diselesaikan untuk tentera bersama dan tentera laut. Masalahnya, sebuah organisasi bernama JAN telah ditubuhkan (kemudian organisasi DESC), dibangunkan khas oleh MIL, dan akhirnya memilih 50 ohm selepas pertimbangan menyeluruh, dan kateter yang berkaitan telah dihasilkan dan diubah menjadi pelbagai kabel. Piawaian.

Pada masa ini, piawaian Eropah ialah 60 ohm. Tidak lama kemudian, di bawah pengaruh syarikat dominan seperti Hewlett-Packard, orang Eropah juga terpaksa menukar, jadi 50 ohm akhirnya menjadi standard dalam industri. Ia telah menjadi konvensyen, dan PCB yang disambungkan ke pelbagai kabel akhirnya diperlukan untuk mematuhi piawaian impedans 50 ohm untuk pemadanan impedans.

Kedua, penggubalan piawaian am akan berdasarkan pertimbangan komprehensif proses pengeluaran PCB dan prestasi reka bentuk dan kebolehlaksanaan.

Dari perspektif teknologi pengeluaran dan pemprosesan PCB, dan mempertimbangkan peralatan kebanyakan pengeluar PCB sedia ada, agak mudah untuk menghasilkan PCB dengan impedans 50 ohm. Daripada proses pengiraan impedans, dapat dilihat bahawa impedans yang terlalu rendah memerlukan lebar talian yang lebih luas dan medium nipis atau pemalar dielektrik yang lebih besar, yang lebih sukar untuk memenuhi papan ketumpatan tinggi semasa di angkasa; impedans terlalu tinggi memerlukan garis nipis Media lebar dan tebal atau pemalar dielektrik kecil tidak kondusif untuk penindasan EMI dan crosstalk. Pada masa yang sama, kebolehpercayaan pemprosesan untuk papan berbilang lapisan dan dari perspektif pengeluaran besar-besaran akan menjadi agak lemah. Kawal impedans 50 ohm. Di bawah persekitaran menggunakan papan biasa (FR4, dll.) dan papan teras biasa, menghasilkan produk ketebalan papan biasa (seperti 1mm, 1.2mm, dll.). Lebar garis biasa (4~10mil) boleh direka bentuk. Kilang ini sangat mudah untuk diproses, dan keperluan peralatan untuk pemprosesannya tidak terlalu tinggi.

Dari perspektif reka bentuk PCB, 50 ohm juga dipilih selepas pertimbangan menyeluruh. Daripada prestasi jejak PCB, impedans rendah biasanya lebih baik. Untuk talian penghantaran dengan lebar talian tertentu, semakin dekat jarak dengan pesawat, EMI yang sepadan akan dikurangkan, dan crosstalk juga akan dikurangkan. Walau bagaimanapun, dari perspektif laluan isyarat penuh, salah satu faktor yang paling kritikal perlu dipertimbangkan, iaitu keupayaan pemacu cip. Pada hari-hari awal, kebanyakan cip tidak dapat memacu talian penghantaran dengan impedans kurang daripada 50 ohm, dan talian penghantaran dengan impedans yang lebih tinggi menyusahkan untuk dilaksanakan. Jadi impedans 50 ohm digunakan sebagai kompromi.

Sumber: Artikel ini dipindahkan dari Internet, dan hak cipta adalah milik pengarang asal.