PCB Teknoloji - Elektrik tahtasında ne kaybedecek

PCB yayınlama satırı sinyal için en azından iki kablo-1 ve diğerini geri yolu için içerir. Karmaşık devre masası bu basit transmis hattı yapısının bir kombinasyondur. PCB tasarımın görüntüsünden bu yapıları anlamak (mikrostrip, strip çizgi ve koplanar) tasarımcılara ve üreticilere faydalı.

Transfer çizgisinin kaybı nedir?

İletim hattı yapısı farklı kaybetme mekanizmaları var. PCB iletişim hatının toplam kaybı giriş kaybı (αt) denir. İşlemci kaybının toplamı (αc), dielektrik kaybı (αd), radyasyon kaybı (αr) ve sıçma kaybı (αl).

Öyle mi?

Sıçramanın etkisi ihmal edilmez çünkü PCB çok yüksek bir ses direniyeti var. Radyasyon kaybı, radyo frekans radyasyonu yüzünden devreden kaybolan enerji. Bu kaybın frekans, dielektrik constant (Dk) ve kalınlığına bağlı. Özellikle bir iletişim hattı için kaybın yüksek frekanslarda daha yüksek olacak. Aynı devre için, daha ince bir substrat ve daha yüksek Dk değeri kullanıldığında radyasyon kaybı daha küçük olacak.

Bu makalede, sadece sürücü kaybıyla ilgili iletişim hattı kaybıyla ilgili sinyal izleme direniyeti ve PCB dielektrik tarafından sebep olan dielektrik kaybıyla ilgili dağıtım hattı kaybıyla ilgili tartışacağız.

Öyle mi?

Karakteristik engelleme ve kaybetme mekanizması

Önceki PCB yayınlama çizgi serilerimizde, size bir yayınlama çizgisinin özelliğini vermiştik (bu sinyal tarafından görülen impedans ve frekansların hiçbir ilgisi yok):

R = birim uzunluğunda satır yönetici dirençliği (pul)

L = çizgi yönetici döngüsünün incelenmesi

Name

C = sinyal yolu ve dönüş yolu arasındaki kapasitet pulu (dielektrik Dk ile artır)

Üniformel bir transmis satırı için R, L, G ve C her noktada aynı, yani Zc'in transmis satırında her noktada aynı değeri var.

Sınır boyunca yayılan f frekansı ile sinusoidal sinyal sinyal sinyali için, voltaj ve şu and a farklı noktalarda ve zamanlarda kullanılan ifadeler verilir:

Bu formül tarafından verilen gerçek ve hayal güclü PCB yayınlama hattı kaybının parçalarını α ve β'de bulunuyor:

Frekanslarda ilgileniyoruz, R << Ï > ve G < < Ï 13x17; C, bu yüzden:

Ve: PCB iletişim hattının kaybı:

Bu da bir dalga, birim uzunluğunda bir propagasyon gecikmesi ile PCB transmisi çizgisinin kaybını yayılır ve çizginin boyunca yayıldığı şekilde azaltır.

L uzunluğunun sinyal yenileme koefitörü:

Yükselmesi ya da sinyal kaybı faktörü genellikle dB'de ifade edilir.

Bu yüzden dB kaybı çizgi uzunluğuna eşittir. Bu yüzden, yukarıdakileri birim uzunluğunda dB kaybı olarak ifade edebiliriz:

Genelde eksi işareti terk ediyoruz ve hatırlıyoruz ki dB kaybı her zaman dB'deki sinyal gücünden çıkarılmış.

Yukarıdaki yazılmış, bir birim boyunca toplam yerleştirme kaybı olarak adlandırılır:

Şimdi, kaybın R/Z0 komponenti R (birim uzunluğunda dirençlik) ile proporcional oluyor. Buna yönetici kaybı denir ve transmisyon çizgisini oluşturan yöneticinin dirençliğine sebep oluyor. Alfa'C tarafından temsil ediliyor. GZ0 parçasının kaybı "alfa" d tarafından belirtilen dielektrik maddelerin davranışı G ile proporcional.

R'nin inç başına yöneticinin direnişi nerede?

Şimdi, PCB iletişim çizgisinde sinyal izleri ve dönüş yolu iki yönetici var.

Genelde dönüş yolu düz yüzeydir, fakat dönüş akışı düz yüzeyde eşit olarak dağıtılmaz. Ağızın çoğunun sinyal izlerinin genişliğinden üç kat daha fazla olduğunu kanıtlayabiliriz.

PCB aktarım hatlarının sinyal izleme direniyeti

Sinyal izlerinin bütün bölümü sinyal ağızına eşit katılır mı? Cevap şu: her zaman dava değil, sinyalin frekansına bağlı.

1MHz yaklaşık çok düşük frekanslarda tüm yöneticinin sinyal akışına katıldığını tahmin edebiliriz. Bu yüzden Rsig sinyal izlerinin "alfa" C direniği ile aynı.

ρ = HMM in ç kaybı PCB iletişim hatlarının koparılması

W = in ç boyunca izle genişliği (örneğin: 5 mil, ya da 0.005" izle 50 ohms)

T = in ç kalınlığı (genelde ½oz ile 10oz, yani 0,0007" ile 0,009)

Örneğin, 5 mil geniş izleri için:

Bizim amaçlarımıza göre, f frekansiyetinde AC dirençliğine ilgileniyoruz. Deri etkisine göre, f frekansı olan akışı sadece belli derinliğe yayılır, bu yöneticinin deri derinliğini denir.

Üstünden görebiliriz ki 4MHz'de deri derinliği 1oz bakra kalınlığına eşit ve 15MHz'de bakra kalınlığına eşit. 15MHz üzerinde sinyal akışının derinliği sadece 0,7 milden az ve frekans arttığı zaman düşüyor.

Burada yüksek frekans davranışlarına odaklanıyoruz, T'nin ilgi frekanslarındaki deri derinliğinden daha büyük olduğunu güvenli olarak tahmin edebiliriz, bu yüzden T'nin yerine deri derinliğini sinyal dirençli formülde kullanacağız. Şimdi de var:

İ'nin yerine 2Î'yi kullanıyoruz, çünkü şu anda yönetici teknik konuşmanın tüm periferini kullanıyor, 2W 2(W+T) ile değiştirilebilir.

Dönüş sinyali sadece yüzeyin en yakın bir kalınlığıyla yayılır, ve dirençliği şu şekilde yaklaşılabilir:

conductor-dielectric arayüzünde bakra yüzeyi ağırlığı yüzünden yükselmiş yönetici kaybı

Devre tahtasında "bakra yönetici-dielektrik arayüzü" hiç düzgün olmadığını bilmek önemlidir (eğer düzgün olursa, bakra yöneticisi dielektrik yüzeyinden kolayca parçalanır); Dönüşü arttırmak için diş benzeri bir yapıya çevrildi. Dönüştürücü gücü tahtada.