Твърдо-гъвкавите вериги стават все по-популярни през последните години поради съчетаването на гъвкавостта на гъвкавите вериги и твърдостта& надеждност на FR4 PCB. Едно от ключовите съображения при дизайна при създаването на твърдо-гъвкава верига е стойността на импеданса. За общи високочестотни сигнали и радиочестотни вериги 50 ома е най-честата стойност, която дизайнерите използват и препоръчват от производителя, така че защо да изберете 50 ома? Има ли 30 ома или 80 ома? Днес ще проучим причините, поради които импеданс от 50 ома е оптималният избор на дизайн за твърди и гъвкави вериги.
Какво е импеданс и защо е важен?
Импедансът е мярка за съпротивление на потока от електрическа енергия във верига, която се изразява в ома и изпълнява критичен фактор при проектирането на веригите. Отнася се до характеристичния импеданс на предавателната следа, което е стойността на импеданса на електромагнитната вълна при предаване в следата/проводника и е свързано с геометричната форма на следата, диелектричния материал и заобикалящата среда на следата. Можем да кажем, че импедансът влияе върху ефективността на преноса на енергия и цялостната производителност на веригата.
50 ома импеданс за твърди гъвкави вериги
Има няколко причини, поради които импеданс от 50 ома е оптималният избор за проектиране на вериги с твърда гъвкавост:
1. Стандартна и стойност по подразбиране, разрешена от JAN
По време на Втората световна война изборът на импеданс зависи изцяло от необходимостта от употреба и няма стандартна стойност. Но с напредването на технологиите е необходимо да се дадат стандарти за импеданс, за да се постигне баланс между икономичност и удобство. Затова организацията JAN (Обединен армейски флот), съвместна организация на военните на Съединените щати, най-накрая избра импеданс от 50 ома като обща стандартна стойност за разглеждане на съвпадение на импеданса, стабилност на предаване на сигнала и предотвратяване на отражението на сигнала. Оттогава импедансът от 50 ома се превърна в глобален стандарт по подразбиране.
2. Максимизиране на производителността
От гледна точка на дизайна на печатната платка, при импеданс от 50 ома, сигналът може да се предава при максимална мощност във веригата, като по този начин се намалява затихването и отражението на сигнала. Междувременно 50 ома също е най-често използваният входен импеданс на антената в безжичните комуникации.
Най-общо казано, по-нисък импеданс, производителността на предавателните следи ще бъде по-добра. За трасе на предаване с дадена ширина на линията, колкото по-близо е до заземителната равнина, съответните EMI (електромагнитни смущения) ще намалят, а кръстосаните смущения също ще намалят. Но от гледна точка на целия път на сигнала, импедансът влияе върху капацитета на задвижване на чиповете – повечето от ранните чипове или драйвери не могат да управляват предавателна линия, която е по-ниска от 50 ома, докато по-високата предавателна линия беше трудна за изпълнение и не се представят добре, така че компромисът от импеданс от 50 ома беше най-добрият избор по онова време.
3. Опростен дизайн
При проектирането на печатни платки винаги е необходимо да се съпоставят с пространството и ширината на линията, за да се намали отражението на сигнала и кръстосаните смущения. Така че, когато проектираме следи, ние ще изчислим стека за нашия проект, който е според дебелината, субстрата, слоевете и други параметри за изчисляване на импеданса, като диаграмата по-долу.
Според нашия опит, 50 ома е лесно да се проектира стек, затова се използва широко в електрическата промишленост.
4. Улесняване и гладко производство
Като се има предвид оборудването на повечето съществуващи производители на печатни платки, сравнително лесно е да се произвеждат печатни платки с импеданс от 50 ома.
Както знаем, по-ниският импеданс трябва да съответства на по-широката линия и тънката средна или голяма диелектрична константа, толкова е трудно да се срещне в космоса за настоящите платки с висока плътност. Докато по-високият импеданс изисква по-тънка ширина на линията и по-дебела среда или по-малка диелектрична константа, която не е проводима за EMI и потискане на кръстосаните смущения, а надеждността на обработката ще бъде лоша за многослойни вериги и от гледна точка на масовото производство.
Контролирайте 50ohm импеданс при използването на общ субстрат (FR4 и т.н.) и обща сърцевина, производството на обща дебелина на дъската като 1 mm, 1,2 mm, може да бъде проектирана обща ширина на линията от 4 ~ 10 mil, така че производството е много удобно, и обработката на оборудването не е много високи изисквания.
5. Съвместимост с високочестотни сигнали
Много стандарти и производствени устройства за платки, конектори и кабели са проектирани за импеданс от 50 ома, така че използването на 50 ома подобрява съвместимостта между устройствата.
6. Рентабилен
Импедансът от 50 ома е икономичен и идеален избор, когато се има предвид балансът между производствените разходи и производителността на сигнала.
Със своите относително стабилни характеристики на предаване и ниска степен на изкривяване на сигнала, импедансът от 50 ома се използва широко в много области, като видео сигнали, високоскоростни комуникации на данни и др. Въпреки това е важно да се отбележи, че докато 50 ома е един от най-често използваните импеданси в електронното инженерство, в някои приложения, като например радиочестота, може да са необходими други стойности на импеданса, за да се изпълнят специфични изисквания. Следователно при конкретния дизайн трябва да изберем подходящата стойност на импеданса според действителната ситуация.
Best Technology има богат опит в производството на твърди гъвкави платки, независимо от еднослойни, двойни слоеве или многослойни FPC. Освен това Best Tech предлага FR4 печатни платки (до 32 слоя), печатни платки с метална сърцевина, керамични печатни платки и някои специални печатни платки като RF печатни платки, HDI печатни платки, много тънки и тежки медни печатни платки. Добре дошли да се свържете с нас, ако имате запитвания за печатни платки.