Varför styr PCB-design generellt 50 ohm impedans?

I processen med PCB-design, innan routing, staplar vi vanligtvis de föremål vi vill designa och beräknar impedansen baserat på tjocklek, substrat, antal lager och annan information. Efter beräkningen kan i allmänhet följande innehåll erhållas.

 

PCB

 

Som framgår av ovanstående figur styrs den ensidiga nätverksdesignen ovan i allmänhet av 50 ohm, så många människor kommer att fråga varför det krävs att styra enligt 50 ohm istället för 25 ohm eller 80 ohm?
Först och främst är 50 ohm valt som standard, och alla i branschen accepterar detta värde. Generellt sett måste en viss standard formuleras av en erkänd organisation och alla designar enligt standarden.
En stor del av den elektroniska tekniken kommer från militären. Först och främst används tekniken inom militären, och den överförs långsamt från militär till civil användning. I början av mikrovågsapplikationer, under andra världskriget, var valet av impedans helt beroende av användningsbehoven, och det fanns inget standardvärde. Med teknikens framsteg måste impedansstandarder ges för att hitta en balans mellan ekonomi och bekvämlighet.

 

PCB

 

I USA är de mest använda ledningarna sammankopplade med befintliga stavar och vattenrör. 51,5 ohm är mycket vanligt, men de adaptrar och omvandlare som ses och används är 50-51,5 ohm; detta är löst för den gemensamma armén och flottan. Problem, en organisation som heter JAN etablerades (senare DESC-organisation), speciellt utvecklad av MIL, och valde slutligen ut 50 ohm efter omfattande övervägande, och tillhörande katetrar tillverkades och omvandlades till olika kablar. Standarder.

Vid denna tidpunkt var den europeiska standarden 60 ohm. Strax efter, under inflytande av dominerande företag som Hewlett-Packard, tvingades också européer att ändra sig, så 50 ohm blev så småningom en standard i branschen. Det har blivit en konvention, och kretskortet som är anslutet till olika kablar krävs i slutändan för att uppfylla 50 ohm-impedansstandarden för impedansmatchning.

För det andra kommer utformningen av allmänna standarder att baseras på omfattande överväganden av PCB-produktionsprocessen och designprestanda och genomförbarhet.

Ur PCB-produktions- och bearbetningsteknikens perspektiv, och med tanke på utrustningen hos de flesta befintliga PCB-tillverkare, är det relativt enkelt att producera PCB med 50 ohm impedans. Från impedansberäkningsprocessen kan man se att en för låg impedans kräver en bredare linjebredd och ett tunt medium eller en större dielektricitetskonstant, vilket är svårare att möta det aktuella högdensitetskortet i rymden; för hög impedans kräver en tunnare linje Breda och tjocka medier eller små dielektriska konstanter bidrar inte till undertryckandet av EMI och överhörning. Samtidigt kommer tillförlitligheten av bearbetningen för flerskiktsskivor och ur massproduktionsperspektivet att vara relativt dålig. Kontrollera impedansen på 50 ohm. Under miljön med användning av vanliga skivor (FR4, etc.) och vanliga kärnbrädor, producera produkter med gemensamma skivtjocklek (som 1 mm, 1,2 mm, etc.). Gemensamma linjebredder (4~10mil) kan utformas. Fabriken är mycket bekväm att bearbeta, och utrustningskraven för dess bearbetning är inte särskilt höga.

Ur PCB-designens perspektiv väljs också 50 ohm efter omfattande övervägande. Från prestandan hos PCB-spår är låg impedans generellt sett bättre. För en transmissionsledning med en given linjebredd, ju närmare avståndet till planet är, kommer motsvarande EMI att minska, och överhörningen kommer också att minska. Men ur perspektivet av den fullständiga signalvägen måste en av de mest kritiska faktorerna beaktas, det vill säga chipets drivförmåga. Under de första dagarna kunde de flesta chips inte driva transmissionsledningar med impedans mindre än 50 ohm, och transmissionsledningar med högre impedans var obekväma att implementera. Så 50 ohm impedans används som en kompromiss.

Källa: Denna artikel är överförd från Internet och upphovsrätten tillhör den ursprungliga författaren.