Progettazione PCB - Analizzare il ruolo delle resistenze di corrispondenza nella progettazione di circuiti stampati PCB

iPCB è un team di progettazione di circuiti stampati PCB con una media di più di 10 anni di esperienza lavorativa, in grado di utilizzare il software di progettazione PCB tradizionale sul mercato, comunicazione professionale ed efficiente per garantire il progresso della progettazione PCB. Successivamente, introdurrò il ruolo delle resistenze di corrispondenza nella progettazione di schede PCB.

1. Corrispondenza di impedenza di progettazione PCB

La corrispondenza dell'impedenza di progettazione PCB si riferisce a un metodo di corrispondenza adatto tra la sorgente del segnale o la linea di trasmissione e il carico. Secondo la modalità di accesso, l'abbinamento di impedenza della progettazione PCB ha due modi: seriale e parallelo; Secondo la frequenza della sorgente di segnale, l'abbinamento di impedenza della progettazione PCB può essere diviso in due tipi: bassa frequenza e alta frequenza.

I segnali ad alta frequenza generalmente utilizzano l'abbinamento di impedenza seriale di progettazione PCB

Il valore di resistenza della resistenza di serie è 20~75Ω, e il valore di resistenza è proporzionale alla frequenza del segnale e inversamente proporzionale alla larghezza della traccia PCB. Nei sistemi embedded, le resistenze seriali di corrispondenza sono generalmente richieste per segnali con frequenze superiori a 20M e lunghezze di traccia PCB superiori a 5cm, come segnali di clock, dati e segnali bus di indirizzo nel sistema. Ci sono due funzioni di serie che corrispondono resistenza:

1. Ridurre il rumore ad alta frequenza e il superamento del bordo. Se il bordo di un segnale è molto ripido, contiene molti componenti ad alta frequenza, che irradiano interferenze. Inoltre, è anche incline a esagerare. La resistenza di serie e la capacità distribuita della linea di segnale e la capacità di ingresso del carico formano un circuito RC, che ridurrà la ripidità del bordo del segnale.

2. Ridurre la riflessione ad alta frequenza e l'oscillazione auto-eccitata. Quando la frequenza del segnale è alta, la lunghezza d'onda del segnale è molto breve. Quando la lunghezza d'onda è breve quanto la lunghezza della linea di trasmissione, il segnale riflesso sovrapposto al segnale originale cambierà la forma del segnale originale. Se l'impedenza caratteristica della linea di trasmissione non è uguale all'impedenza di carico (cioè non corrisponde), si verificheranno riflessi all'estremità del carico, causando auto-oscillazione. Il segnale a bassa frequenza del cablaggio nella scheda PCB può essere collegato direttamente e generalmente non è necessario aggiungere una resistenza corrispondente di serie.

La corrispondenza dell'impedenza di progettazione parallela del PCB è anche chiamata "corrispondenza dell'impedenza di progettazione del PCB terminale"

Generalmente usato nell'interfaccia di ingresso / uscita, si riferisce principalmente all'impedenza che corrisponde al disegno PCB del cavo di trasmissione. Ad esempio, LVDS e RS422/485 utilizzano cavi twisted-pair di categoria 5 con resistenza corrispondente all'estremità di ingresso di 100~120Ω; I segnali video utilizzano cavi coassiali con resistenza corrispondente di 75Ω o 50Ω, e cavi piatti con resistenza corrispondente di 300Ω. Il valore di resistenza della resistenza parallela corrispondente è correlato al mezzo del cavo di trasmissione e non ha nulla a che fare con la lunghezza. La sua funzione principale è quella di prevenire la riflessione del segnale e ridurre l'oscillazione auto-eccitata.

Vale la pena ricordare che l'abbinamento di impedenza del design PCB può migliorare le prestazioni EMI del sistema. Inoltre, al fine di risolvere la corrispondenza dell'impedenza del progetto PCB, oltre a utilizzare resistenze serie / parallele, i trasformatori possono essere utilizzati anche per la trasformazione dell'impedenza. Esempi tipici sono le interfacce Ethernet e i bus CAN.

Due, resistenza zero ohm

1. Il modo più semplice è quello di usarlo come un jumper. Se una certa sezione del circuito non viene utilizzata, basta non saldare direttamente la resistenza (non influenzerà l'aspetto).

2. Quando i parametri del circuito di corrispondenza sono incerti, sostituirli con zero ohm. Nel debug effettivo, determinare i parametri e sostituirli con componenti numerici specifici.

3. Quando si desidera misurare la corrente di funzionamento di una certa parte del circuito, è possibile rimuovere la resistenza zero-ohm e collegare un amperometro per facilitare la misurazione della corrente.

4. nella progettazione e cablaggio PCB, se il layout è davvero impossibile, è anche possibile aggiungere una resistenza a zero ohm per agire come un saltatore.

5. nella rete di segnale ad alta frequenza, agisce come un induttore o un condensatore (per la corrispondenza di impedenza di progettazione PCB, la resistenza zero-ohm ha anche impedenza). Quando utilizzato come induttore, risolve principalmente il problema EMC.

6. messa a terra a punto singolo, come la connessione a punto singolo di terra analogica e terra digitale.

7. Il circuito di configurazione può sostituire i saltatori e gli interruttori DIP. A volte gli utenti cambiano le impostazioni in modo casuale, il che è facile da causare malintesi. Al fine di ridurre i costi di manutenzione, al posto dei cavi jumper da saldare sulla scheda vengono utilizzate resistenze a ohm zero.

8. Per il debug del sistema, ad esempio, dividere il sistema in più moduli e separare la potenza e la massa tra i moduli con una resistenza zero-ohm. Quando l'alimentazione o il terreno sono cortocircuiti durante la fase di debug, rimuovere la resistenza a zero ohm può restringere il campo di ricerca.

Le funzioni di cui sopra possono anche essere sostituite da "perle magnetiche". Sebbene la resistenza a zero ohm e le perle magnetiche siano in qualche modo simili nella funzione, ci sono differenze essenziali. Il primo ha una caratteristica di impedenza e il secondo ha una caratteristica di reazione induttiva. Le perle magnetiche sono generalmente utilizzate nelle reti elettriche e di terra per il filtraggio.