Dlaczego konstrukcja PCB zazwyczaj kontroluje impedancję 50 omów?

W procesie projektowania PCB, przed trasowaniem, zazwyczaj układamy elementy, które chcemy zaprojektować, i obliczamy impedancję na podstawie grubości, podłoża, liczby warstw i innych informacji. Po obliczeniach można ogólnie uzyskać następującą zawartość.

 

PCB

 

Jak widać z powyższego rysunku, powyższy projekt sieci z pojedynczym zakończeniem jest zwykle sterowany przy 50 omach, więc wiele osób zapyta, dlaczego wymagane jest sterowanie przy 50 omach zamiast 25 omów lub 80 omów?
Po pierwsze, domyślnie wybierane jest 50 omów i wszyscy w branży akceptują tę wartość. Ogólnie rzecz biorąc, pewien standard musi zostać sformułowany przez uznaną organizację i każdy projektuje zgodnie z tym standardem.
Duża część technologii elektronicznej pochodzi z wojska. Przede wszystkim technologia ta jest wykorzystywana w wojsku i powoli przechodzi z zastosowań wojskowych do zastosowań cywilnych. W początkach zastosowań mikrofalowych, podczas drugiej wojny światowej, wybór impedancji był całkowicie zależny od potrzeb użytkowania i nie było wartości standardowej. Wraz z postępem technologii należy określić standardy impedancji, aby znaleźć równowagę między ekonomią a wygodą.

 

PCB

 

W Stanach Zjednoczonych najczęściej stosowane przewody są łączone za pomocą istniejących prętów i rur wodociągowych. 51,5 oma jest bardzo powszechne, ale adaptery i konwertery, które można zobaczyć i używać, mają rezystancję 50–51,5 oma; zostało to rozwiązane w przypadku wspólnej armii i marynarki wojennej. Problem polegał na tym, że utworzono organizację o nazwie JAN (później DESC), specjalnie opracowaną przez MIL i ostatecznie po kompleksowym rozważeniu wybrano 50 omów, a następnie wyprodukowano powiązane cewniki i przekształcono je w różne kable. Standardy.

W tym czasie standard europejski wynosił 60 omów. Wkrótce potem, pod wpływem dominujących firm, takich jak Hewlett-Packard, Europejczycy również zostali zmuszeni do zmian, więc 50 omów ostatecznie stało się standardem w branży. Stało się to konwencją i ostatecznie wymaga się, aby płytka drukowana podłączona do różnych kabli była zgodna ze standardem impedancji 50 omów w celu dopasowania impedancji.

Po drugie, sformułowanie ogólnych standardów będzie opierać się na kompleksowych rozważaniach na temat procesu produkcji PCB oraz wydajności i wykonalności projektu.

Z punktu widzenia technologii produkcji i przetwarzania płytek PCB oraz biorąc pod uwagę wyposażenie większości istniejących producentów płytek PCB, stosunkowo łatwo jest wyprodukować płytki PCB o impedancji 50 omów. Z procesu obliczania impedancji widać, że zbyt niska impedancja wymaga szerszej szerokości linii i cienkiego medium lub większej stałej dielektrycznej, co jest trudniejsze do spełnienia w przestrzeni w przypadku obecnej płyty o dużej gęstości; zbyt wysoka impedancja wymaga cieńszej linii Szerokie i grube media lub małe stałe dielektryczne nie sprzyjają tłumieniu zakłóceń elektromagnetycznych i przesłuchów. Jednocześnie niezawodność obróbki płyt wielowarstwowych i z punktu widzenia produkcji masowej będzie stosunkowo słaba. Kontroluj impedancję 50 omów. W środowisku stosowania zwykłych płyt (FR4 itp.) i zwykłych płyt rdzeniowych wytwarzaj produkty o zwykłej grubości płyt (takich jak 1 mm, 1,2 mm itp.). Można zaprojektować typowe szerokości linii (4 ~ 10 mil). Fabryka jest bardzo wygodna w obróbce, a wymagania sprzętowe do jej przetwarzania nie są bardzo wysokie.

Z punktu widzenia projektu PCB, po kompleksowym rozważeniu wybiera się również 50 omów. Z wydajności śladów PCB wynika, że ​​niska impedancja jest ogólnie lepsza. W przypadku linii transmisyjnej o danej szerokości linii, im mniejsza jest odległość od płaszczyzny, tym odpowiednie EMI zostanie zmniejszone, a także przesłuch. Jednak z punktu widzenia pełnej ścieżki sygnału należy wziąć pod uwagę jeden z najważniejszych czynników, czyli możliwości napędowe chipa. Na początku większość chipów nie mogła sterować liniami transmisyjnymi o impedancji mniejszej niż 50 omów, a wdrożenie linii transmisyjnych o wyższej impedancji było niewygodne. Dlatego jako kompromis przyjmuje się impedancję 50 omów.

Źródło: Ten artykuł został przeniesiony z Internetu, a prawa autorskie należą do pierwotnego autora.