Tại sao thiết kế PCB thường kiểm soát trở kháng 50 ohm?

Trong quá trình thiết kế PCB, trước khi định tuyến, chúng ta thường xếp các mục mà chúng ta muốn thiết kế và tính toán trở kháng dựa trên độ dày, chất nền, số lớp và các thông tin khác. Sau khi tính toán, nhìn chung có thể thu được nội dung sau.

 

PCB

 

Có thể thấy từ hình trên, thiết kế mạng một đầu ở trên thường được điều khiển bằng 50 ohm, vì vậy nhiều người sẽ hỏi tại sao lại phải điều khiển theo 50 ohm thay vì 25 ohm hay 80 ohm?
Trước hết, 50 ohm được chọn theo mặc định và mọi người trong ngành đều chấp nhận giá trị này. Nói chung, một tiêu chuẩn nhất định phải được xây dựng bởi một tổ chức được công nhận và mọi người đều thiết kế theo tiêu chuẩn đó.
Phần lớn công nghệ điện tử đến từ quân đội. Trước hết, công nghệ này được sử dụng trong quân sự và dần dần được chuyển từ quân sự sang dân sự. Trong những ngày đầu ứng dụng vi sóng, trong Thế chiến thứ hai, việc lựa chọn trở kháng hoàn toàn phụ thuộc vào nhu cầu sử dụng và chưa có giá trị tiêu chuẩn. Với sự tiến bộ của công nghệ, các tiêu chuẩn trở kháng cần được đưa ra để đạt được sự cân bằng giữa tính kinh tế và sự tiện lợi.

 

PCB

 

Tại Hoa Kỳ, các ống dẫn được sử dụng phổ biến nhất được kết nối bằng các thanh và ống nước hiện có. 51,5 ohm là rất phổ biến, nhưng các bộ điều hợp và bộ chuyển đổi được nhìn thấy và sử dụng là 50-51,5 ohm; điều này đã được giải quyết cho liên quân và hải quân. Vấn đề là, một tổ chức tên là JAN đã được thành lập (sau này là tổ chức DESC), được MIL phát triển đặc biệt và cuối cùng đã chọn ra 50 ohm sau khi xem xét toàn diện, và các ống thông liên quan đã được sản xuất và chuyển đổi thành nhiều loại cáp khác nhau. Tiêu chuẩn.

Vào thời điểm này, tiêu chuẩn Châu Âu là 60 ohms. Ngay sau đó, dưới sự ảnh hưởng của các công ty thống trị như Hewlett-Packard, người châu Âu cũng buộc phải thay đổi nên 50 ohm cuối cùng đã trở thành tiêu chuẩn trong ngành. Nó đã trở thành một quy ước và cuối cùng PCB được kết nối với các loại cáp khác nhau phải tuân thủ tiêu chuẩn trở kháng 50 ohm để kết hợp trở kháng.

Thứ hai, việc xây dựng các tiêu chuẩn chung sẽ dựa trên những cân nhắc toàn diện về quy trình sản xuất PCB cũng như hiệu suất thiết kế và tính khả thi.

Từ góc độ công nghệ sản xuất và xử lý PCB, và xem xét thiết bị của hầu hết các nhà sản xuất PCB hiện có, việc sản xuất PCB có trở kháng 50 ohm là tương đối dễ dàng. Từ quá trình tính toán trở kháng, có thể thấy rằng trở kháng quá thấp đòi hỏi chiều rộng đường rộng hơn và môi trường mỏng hoặc hằng số điện môi lớn hơn, điều này sẽ khó đáp ứng bảng mật độ cao hiện tại trong không gian hơn; trở kháng quá cao đòi hỏi đường dây mỏng hơn Môi trường rộng và dày hoặc hằng số điện môi nhỏ không có lợi cho việc triệt tiêu EMI và nhiễu xuyên âm. Đồng thời, độ tin cậy của quá trình xử lý ván nhiều lớp và từ góc độ sản xuất hàng loạt sẽ tương đối kém. Kiểm soát trở kháng 50 ohm. Trong môi trường sử dụng ván thông thường (FR4, v.v.) và ván lõi thông thường, sản xuất các sản phẩm có độ dày ván thông dụng (như 1mm, 1,2mm, v.v.). Có thể thiết kế độ rộng đường phổ biến (4 ~ 10 triệu). Nhà máy rất thuận tiện cho việc xử lý và yêu cầu về thiết bị để xử lý không cao lắm.

Từ góc độ thiết kế PCB, 50 ohms cũng được lựa chọn sau khi xem xét toàn diện. Từ hiệu suất của dấu vết PCB, trở kháng thấp thường tốt hơn. Đối với đường truyền có độ rộng đường truyền nhất định, khoảng cách đến mặt phẳng càng gần thì EMI tương ứng sẽ giảm và nhiễu xuyên âm cũng sẽ giảm. Tuy nhiên, từ góc độ đường dẫn tín hiệu đầy đủ, một trong những yếu tố quan trọng nhất cần được xem xét, đó là khả năng điều khiển của chip. Trong những ngày đầu, hầu hết các chip không thể điều khiển các đường truyền có trở kháng dưới 50 ohm và các đường truyền có trở kháng cao hơn rất bất tiện khi triển khai. Vì vậy, trở kháng 50 ohm được sử dụng như một sự thỏa hiệp.

Nguồn: Bài viết này được chuyển từ Internet, bản quyền thuộc về tác giả gốc.