مدارهای انعطاف پذیر صلب در سال های اخیر به دلیل ترکیب انعطاف پذیری مدارهای انعطاف پذیر و صلبیت به طور فزاینده ای محبوب شده اند.& قابلیت اطمینان PCB FR4 یکی از ملاحظات کلیدی طراحی هنگام ایجاد یک مدار انعطاف پذیر صلب، مقدار امپدانس است. برای سیگنالهای فرکانس بالا و مدارهای RF، 50 اهم رایجترین مقداری است که طراحان استفاده میکنند و سازنده آن را توصیه میکند، پس چرا 50 اهم را انتخاب کنیم؟ 30 اهم یا 80 اهم موجود است؟ امروز، دلایلی را بررسی خواهیم کرد که چرا امپدانس 50 اهم انتخاب طراحی بهینه برای مدارهای انعطاف پذیر صلب است.
امپدانس چیست و چرا مهم است؟
امپدانس اندازه گیری مقاومت در برابر جریان انرژی الکتریکی در یک مدار است که بر حسب اهم بیان می شود و عامل مهمی در طراحی مدارها است. به امپدانس مشخصه ردیابی اشاره دارد که مقدار امپدانس موج الکترومغناطیسی در حین انتقال در ردیابی/سیم است و به شکل هندسی ردیابی، ماده دی الکتریک و محیط اطراف ردیابی مربوط می شود. می توان گفت، یک امپدانس بر راندمان انتقال انرژی و عملکرد کلی مدار تأثیر می گذارد.
امپدانس 50 اهم برای مدارهای انعطاف پذیر صلب
دلایل مختلفی وجود دارد که نشان می دهد امپدانس 50 اهم بهترین انتخاب طراحی برای مدارهای انعطاف پذیر صلب است:
1. مقدار استاندارد و پیش فرض مجاز توسط JAN
در طول جنگ جهانی دوم، انتخاب امپدانس کاملاً به نیاز به استفاده بستگی داشت و هیچ مقدار استانداردی وجود نداشت. اما با پیشرفت تکنولوژی، استانداردهای امپدانس برای ایجاد تعادل بین اقتصاد و راحتی باید ارائه شود. بنابراین، سازمان JAN (Joint Army Navy)، یک سازمان مشترک ارتش ایالات متحده، در نهایت امپدانس 50 اهم را به عنوان مقدار استاندارد مشترک برای در نظر گرفتن تطابق امپدانس، پایداری انتقال سیگنال و جلوگیری از بازتاب سیگنال انتخاب کرد. از آن زمان، امپدانس 50 اهم به پیش فرض جهانی تبدیل شده است.
2. به حداکثر رساندن عملکرد
از دیدگاه طراحی PCB، تحت امپدانس 50 اهم، سیگنال را می توان با حداکثر توان در مدار منتقل کرد، در نتیجه تضعیف سیگنال و انعکاس کاهش می یابد. در همین حال، 50 اهم نیز رایج ترین امپدانس ورودی آنتن در ارتباطات بی سیم است.
به طور کلی، امپدانس کمتر، عملکرد ردیابی انتقال بهتر خواهد بود. برای یک ردیابی با عرض خط معین، هرچه به صفحه زمین نزدیکتر باشد، EMI (تداخل الکترومغناطیسی) مربوطه کاهش مییابد و تداخل نیز کاهش مییابد. اما، از نقطه نظر کل مسیر سیگنال، امپدانس بر ظرفیت درایو تراشه ها تأثیر می گذارد - اغلب تراشه ها یا درایورهای اولیه نمی توانند خط انتقال کمتر از 50 اهم را هدایت کنند، در حالی که اجرای خط انتقال بالاتر دشوار بود و انجام نمی شد. عملکرد خوبی دارد، بنابراین در آن زمان، امپدانس 50 اهم بهترین انتخاب بود.
3. طراحی ساده شده
در طراحی PCB، همیشه نیاز به تطابق با فضای خط و عرض برای کاهش انعکاس سیگنال و تداخل است. بنابراین هنگام طراحی ردیابی ها، ما یک پشته برای پروژه خود محاسبه می کنیم که با توجه به ضخامت، بستر، لایه ها و پارامترهای دیگر برای محاسبه امپدانس، مانند نمودار زیر است.
با توجه به تجربه ما، 50 اهم به راحتی قابل طراحی است، به همین دلیل است که به طور گسترده در صنایع الکتریکی استفاده می شود.
4. تولید را تسهیل و روان کند
با توجه به تجهیزات اکثر سازندگان PCB موجود، تولید PCB امپدانس 50 اهم نسبتاً آسان است.
همانطور که می دانیم، امپدانس پایین تر باید با عرض خط گسترده تر و ثابت دی الکتریک متوسط یا بزرگ نازک مطابقت داشته باشد، به طوری که در فضا برای تخته های مدار با چگالی بالا فعلی بسیار دشوار است. در حالی که امپدانس بالاتر به عرض خط نازک تر و ثابت دی الکتریک متوسط یا کوچکتر ضخیم تر نیاز دارد که برای EMI و سرکوب تداخل رسانا نیست و قابلیت اطمینان پردازش برای مدارهای چند لایه و از منظر تولید انبوه ضعیف خواهد بود.
کنترل امپدانس 50 اهم در استفاده از بستر مشترک (FR4 و غیره) و هسته مشترک، تولید ضخامت تخته مشترک مانند 1 میلی متر، 1.2 میلی متر، می تواند عرض خط مشترک 4 ~ 10 میلی متر طراحی شود، بنابراین ساخت بسیار راحت است. و پردازش تجهیزات بسیار مورد نیاز نیست.
5. سازگاری با سیگنال های فرکانس بالا
بسیاری از استانداردها و دستگاه های تولیدی برای بردهای مدار، کانکتورها و کابل ها برای امپدانس 50 اهم طراحی شده اند، بنابراین استفاده از 50 اهم سازگاری بین دستگاه ها را بهبود می بخشد.
6. مقرون به صرفه
امپدانس 50 اهم با در نظر گرفتن تعادل بین هزینه تولید و عملکرد سیگنال، یک انتخاب اقتصادی و ایده آل است.
امپدانس 50 اهم با ویژگیهای انتقال نسبتاً پایدار و نرخ اعوجاج کم سیگنال، به طور گسترده در بسیاری از زمینهها مانند سیگنالهای ویدیویی، ارتباطات داده با سرعت بالا و غیره استفاده میشود. با این حال، مهم است که توجه داشته باشید، در حالی که 50 اهم یکی از متداولترین امپدانسهای مورد استفاده در مهندسی الکترونیک است، در برخی از کاربردها، مانند فرکانس رادیویی، مقادیر امپدانس دیگری ممکن است برای برآوردن الزامات خاص مورد نیاز باشد. بنابراین، در طراحی خاص، باید مقدار امپدانس مناسب را با توجه به وضعیت واقعی انتخاب کنیم.
Best Technology دارای تجربه تولید غنی در برد مدار انعطاف پذیر صلب، چه تک لایه، دو لایه یا چند لایه FPC است. علاوه بر این، Best Tech FR4 PCB (حداکثر 32 لایه)، PCB هسته فلزی، PCB سرامیکی و برخی مدار چاپی خاص مانند PCB RF، PCB HDI، PCB مسی بسیار نازک و سنگین را ارائه می دهد. اگر سوالات PCB دارید با ما تماس بگیرید.