Por que o design da PCB geralmente controla a impedância de 50 ohms?

No processo de projeto de PCB, antes do roteamento, geralmente empilhamos os itens que queremos projetar e calculamos a impedância com base na espessura, substrato, número de camadas e outras informações. Após o cálculo, geralmente pode ser obtido o seguinte conteúdo.

 

PCB

 

Como pode ser visto na figura acima, o projeto de rede de terminação única acima é geralmente controlado por 50 ohms, então muitas pessoas perguntarão por que é necessário controlar de acordo com 50 ohms em vez de 25 ohms ou 80 ohms?
Em primeiro lugar, 50 ohms são selecionados por padrão e todos na indústria aceitam esse valor. De modo geral, um determinado padrão deve ser formulado por uma organização reconhecida e todos projetam de acordo com o padrão.
Grande parte da tecnologia eletrônica vem das forças armadas. Em primeiro lugar, a tecnologia é utilizada nas forças armadas e é lentamente transferida do uso militar para o uso civil. Nos primórdios das aplicações de micro-ondas, durante a Segunda Guerra Mundial, a escolha da impedância dependia totalmente das necessidades de uso e não existia um valor padrão. Com o avanço da tecnologia, é necessário dar padrões de impedância para encontrar um equilíbrio entre economia e conveniência.

 

PCB

 

Nos Estados Unidos, os conduítes mais comumente usados ​​são conectados por hastes e canos de água existentes. 51,5 ohms é muito comum, mas os adaptadores e conversores vistos e usados ​​são de 50-51,5 ohms; isso está resolvido para o exército e a marinha conjuntos. Problema, uma organização chamada JAN foi estabelecida (mais tarde organização DESC), especialmente desenvolvida pela MIL, e finalmente selecionou 50 ohms após consideração abrangente, e cateteres relacionados foram fabricados e transformados em vários cabos. Padrões.

Nesta altura, o padrão europeu era de 60 ohms. Pouco depois, sob a influência de empresas dominantes como a Hewlett-Packard, os europeus também foram forçados a mudar, de modo que 50 ohms acabaram por se tornar um padrão na indústria. Tornou-se uma convenção, e o PCB conectado a vários cabos é, em última análise, obrigado a cumprir o padrão de impedância de 50 ohms para correspondência de impedância.

Em segundo lugar, a formulação de padrões gerais será baseada em considerações abrangentes do processo de produção de PCB e no desempenho e viabilidade do projeto.

Do ponto de vista da tecnologia de produção e processamento de PCBs, e considerando os equipamentos da maioria dos fabricantes de PCBs existentes, é relativamente fácil produzir PCBs com impedância de 50 ohms. A partir do processo de cálculo de impedância, pode-se observar que uma impedância muito baixa requer uma largura de linha maior e um meio fino ou uma constante dielétrica maior, o que é mais difícil de atender à placa atual de alta densidade no espaço; impedância muito alta requer uma linha mais fina Meios largos e grossos ou pequenas constantes dielétricas não conduzem à supressão de EMI e diafonia. Ao mesmo tempo, a confiabilidade do processamento de placas multicamadas e da perspectiva da produção em massa será relativamente baixa. Controle a impedância de 50 ohms. No ambiente de uso de placas comuns (FR4, etc.) e placas de núcleo comum, produza produtos de espessura de placa comum (como 1 mm, 1,2 mm, etc.). Larguras de linha comuns (4~10mil) podem ser projetadas. A fábrica é muito conveniente para processar e os requisitos de equipamento para seu processamento não são muito altos.

Do ponto de vista do design da PCB, 50 ohms também são selecionados após consideração abrangente. Pelo desempenho dos traços de PCB, a baixa impedância geralmente é melhor. Para uma linha de transmissão com uma determinada largura de linha, quanto mais próxima for a distância do plano, o EMI correspondente será reduzido e a diafonia também será reduzida. Entretanto, do ponto de vista do caminho completo do sinal, um dos fatores mais críticos precisa ser considerado, ou seja, a capacidade de acionamento do chip. No início, a maioria dos chips não conseguia acionar linhas de transmissão com impedância inferior a 50 ohms, e linhas de transmissão com impedância mais alta eram inconvenientes de implementar. Portanto, a impedância de 50 ohms é usada como meio-termo.

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