Τα κυκλώματα άκαμπτης ευκαμψίας έχουν γίνει ολοένα και πιο δημοφιλή τα τελευταία χρόνια επειδή συνδυάζουν την ευελιξία των εύκαμπτων κυκλωμάτων και την ακαμψία& αξιοπιστία του FR4 PCB. Ένα από τα βασικά ζητήματα σχεδιασμού κατά τη δημιουργία ενός κυκλώματος άκαμπτης ευκαμψίας είναι η τιμή της σύνθετης αντίστασης. Για γενικά σήματα υψηλής συχνότητας και κυκλώματα ραδιοσυχνοτήτων, τα 50 ohm είναι η πιο κοινή τιμή που χρησιμοποίησαν οι σχεδιαστές και συνιστούσαν οι κατασκευαστές, οπότε γιατί να επιλέξετε 50 ohm; Είναι διαθέσιμα 30ohm ή 80ohm; Σήμερα, θα διερευνήσουμε τους λόγους για τους οποίους μια σύνθετη αντίσταση 50ohm είναι η βέλτιστη σχεδιαστική επιλογή για κυκλώματα άκαμπτης ευκαμψίας.
Τι είναι η σύνθετη αντίσταση και γιατί είναι σημαντική;
Η σύνθετη αντίσταση είναι ένα μέτρο αντίστασης στη ροή ηλεκτρικής ενέργειας σε ένα κύκλωμα, το οποίο εκφράζεται σε Ohms και εκτελεί έναν κρίσιμο παράγοντα στο σχεδιασμό των κυκλωμάτων. Αναφέρεται στη χαρακτηριστική σύνθετη αντίσταση του ίχνους μετάδοσης, που είναι η τιμή σύνθετης αντίστασης του ηλεκτρομαγνητικού κύματος κατά τη μετάδοση στο ίχνος/σύρμα, και σχετίζεται με το γεωμετρικό σχήμα του ίχνους, το διηλεκτρικό υλικό και το περιβάλλον του ίχνους. Μπορούμε να πούμε ότι μια αντίσταση επηρεάζει την απόδοση της μεταφοράς ενέργειας και τη συνολική απόδοση του κυκλώματος.
Αντίσταση 50ohm για κυκλώματα άκαμπτης ευκαμψίας
Υπάρχουν διάφοροι λόγοι για τους οποίους μια σύνθετη αντίσταση 50ohm είναι η βέλτιστη επιλογή σχεδιασμού για κυκλώματα άκαμπτης ευκαμψίας:
1. Τυπική και προεπιλεγμένη τιμή εξουσιοδοτημένη από το JAN
Κατά τη διάρκεια του Β' Παγκοσμίου Πολέμου, η επιλογή της σύνθετης αντίστασης εξαρτιόταν εξ ολοκλήρου από την ανάγκη χρήσης και δεν υπήρχε τυπική τιμή. Αλλά καθώς η τεχνολογία προχωρά, πρέπει να δοθούν πρότυπα σύνθετης αντίστασης προκειμένου να επιτευχθεί μια ισορροπία μεταξύ οικονομίας και ευκολίας. Ως εκ τούτου, ο Οργανισμός JAN (Joint Army Navy), ένας κοινός οργανισμός του στρατού των Ηνωμένων Πολιτειών, επέλεξε τελικά την αντίσταση 50ohm ως την κοινή τυπική τιμή για την εξέταση της αντιστοίχισης σύνθετης αντίστασης, της σταθερότητας μετάδοσης σήματος και της πρόληψης ανάκλασης σήματος. Έκτοτε, η σύνθετη αντίσταση 50ohm έχει εξελιχθεί σε παγκόσμια προεπιλογή.
2. Μεγιστοποίηση απόδοσης
Από την προοπτική σχεδιασμού PCB, κάτω από την σύνθετη αντίσταση 50ohm, το σήμα μπορεί να μεταδοθεί με μέγιστη ισχύ στο κύκλωμα, μειώνοντας έτσι την εξασθένηση και την ανάκλαση του σήματος. Εν τω μεταξύ, τα 50ohm είναι επίσης η πιο συχνά χρησιμοποιούμενη σύνθετη αντίσταση εισόδου κεραίας στις ασύρματες επικοινωνίες.
Σε γενικές γραμμές, χαμηλότερη αντίσταση, η απόδοση των ιχνών μετάδοσης θα είναι καλύτερη. Για ένα ίχνος μετάδοσης με δεδομένο πλάτος γραμμής, όσο πιο κοντά βρίσκεται στο επίπεδο γείωσης, η αντίστοιχη EMI (Ηλεκτρομαγνητική Παρεμβολή) θα μειώνεται και η αλληλεπίδραση θα μειωθεί επίσης. Όμως, από την άποψη ολόκληρης της διαδρομής του σήματος, η σύνθετη αντίσταση επηρεάζει την ικανότητα κίνησης των τσιπ – τα περισσότερα από τα πρώτα τσιπ ή οι οδηγοί δεν μπορούν να οδηγήσουν γραμμή μετάδοσης μικρότερη από 50 ohm, ενώ η υψηλότερη γραμμή μετάδοσης ήταν δύσκολο να εφαρμοστεί και δεν το έκανε αποδίδουν επίσης, έτσι ένας συμβιβασμός σύνθετης αντίστασης 50 ohm ήταν η καλύτερη επιλογή εκείνη την εποχή.
3. Απλοποιημένος σχεδιασμός
Στη σχεδίαση PCB, χρειάζεται πάντα να ταιριάζει με το χώρο και το πλάτος της γραμμής για να μειωθεί η αντανάκλαση του σήματος και η αλληλεπίδραση. Έτσι, όταν σχεδιάζουμε ίχνη, θα υπολογίσουμε μια στοίβα για το έργο μας, η οποία είναι σύμφωνα με το πάχος, το υπόστρωμα, τα στρώματα και άλλες παραμέτρους για τον υπολογισμό της σύνθετης αντίστασης, όπως το παρακάτω διάγραμμα.
Σύμφωνα με την εμπειρία μας, τα 50ohm είναι εύκολο να σχεδιαστούν στοίβαγμα, γι' αυτό και χρησιμοποιείται ευρέως στις βιομηχανίες ηλεκτρικής ενέργειας.
4. Διευκόλυνση και ομαλή παραγωγή
Λαμβάνοντας υπόψη τον εξοπλισμό των περισσότερων υφιστάμενων κατασκευαστών PCB, είναι σχετικά εύκολο να παραχθεί PCB σύνθετης αντίστασης 50ohm.
Όπως γνωρίζουμε, η χαμηλότερη αντίσταση πρέπει να ταιριάζει με το μεγαλύτερο πλάτος γραμμής και τη λεπτή μεσαία ή μεγάλη διηλεκτρική σταθερά, είναι τόσο δύσκολο να συναντηθεί στο χώρο για τις τρέχουσες πλακέτες κυκλωμάτων υψηλής πυκνότητας. Ενώ η υψηλότερη σύνθετη αντίσταση χρειάζεται λεπτότερο πλάτος γραμμής και παχύτερη μεσαία ή μικρότερη διηλεκτρική σταθερά, η οποία δεν είναι αγώγιμη για την EMI και την καταστολή διαφωνίας, και η αξιοπιστία της επεξεργασίας θα είναι χαμηλή για κυκλώματα πολλαπλών στρώσεων και από την προοπτική της μαζικής παραγωγής.
Έλεγχος σύνθετης αντίστασης 50ohm στη χρήση κοινού υποστρώματος (FR4, κ.λπ.) και κοινού πυρήνα, η παραγωγή κοινού πάχους σανίδων όπως 1mm, 1,2mm, μπορεί να σχεδιαστεί κοινό πλάτος γραμμής 4~10mil, οπότε η κατασκευή είναι πολύ βολική, και η επεξεργασία του εξοπλισμού δεν είναι πολύ υψηλές απαιτήσεις.
5. Συμβατότητα με σήματα υψηλής συχνότητας
Πολλά πρότυπα και συσκευές κατασκευής για πλακέτες κυκλωμάτων, συνδέσμους και καλώδια έχουν σχεδιαστεί για σύνθετη αντίσταση 50 ohm, επομένως η χρήση 50 ohm βελτιώνει τη συμβατότητα μεταξύ των συσκευών.
6. Αποδοτική
Η σύνθετη αντίσταση 50ohm είναι μια οικονομική και ιδανική επιλογή όταν εξετάζεται η ισορροπία μεταξύ κόστους κατασκευής και απόδοσης σήματος.
Με τα σχετικά σταθερά χαρακτηριστικά μετάδοσης και το χαμηλό ρυθμό παραμόρφωσης σήματος, η σύνθετη αντίσταση 50ohm χρησιμοποιείται ευρέως σε πολλούς τομείς, όπως σήματα βίντεο, επικοινωνίες δεδομένων υψηλής ταχύτητας κ.λπ. Ωστόσο, είναι σημαντικό να σημειωθεί ότι ενώ τα 50ohm είναι μία από τις πιο συχνά χρησιμοποιούμενες σύνθετες αντιστάσεις στην ηλεκτρονική μηχανική, σε ορισμένες εφαρμογές, όπως η ραδιοσυχνότητα, ενδέχεται να απαιτούνται άλλες τιμές σύνθετης αντίστασης για την κάλυψη συγκεκριμένων απαιτήσεων. Επομένως, στη συγκεκριμένη σχεδίαση, θα πρέπει να επιλέξουμε την κατάλληλη τιμή σύνθετης αντίστασης σύμφωνα με την πραγματική κατάσταση.
Η Best Technology έχει πλούσια εμπειρία κατασκευής σε άκαμπτο flex κύκλωμα πλακέτας, ανεξάρτητα από το μονό στρώμα, το διπλό στρώμα ή το FPC πολλαπλών στρώσεων. Επιπλέον, η Best Tech προσφέρει FR4 PCB (έως 32 στρώσεις), PCB μεταλλικού πυρήνα, κεραμικό PCB και ορισμένα ειδικά PCB όπως RF PCB, HDI PCB, εξαιρετικά λεπτό και βαρύ PCB χαλκού. Καλώς ήρθατε να επικοινωνήσετε μαζί μας εάν έχετε ερωτήσεις για PCB.