Kruto-savitljivi sklopovi postali su sve popularniji posljednjih godina jer kombiniraju fleksibilnost savitljivih sklopova i krutost& pouzdanost FR4 PCB. Jedno od ključnih razmatranja dizajna pri stvaranju krutog savitljivog kruga je vrijednost impedancije. Za općenite visokofrekventne signale i RF krugove, 50 ohma je najčešća vrijednost koju su dizajneri koristili, a proizvođač preporučio, pa zašto odabrati 50 ohma? Je li dostupno 30 ohma ili 80 ohma? Danas ćemo istražiti razloge zašto je impedancija od 50 ohma optimalan izbor dizajna za krute savitljive sklopove.
Što je impedancija i zašto je važna?
Impedancija je mjera otpora protoku električne energije u strujnom krugu, koja se izražava u Ohmima i predstavlja kritični čimbenik u dizajnu krugova. Odnosi se na karakterističnu impedanciju traga prijenosa, što je vrijednost impedancije elektromagnetskog vala tijekom prijenosa u tragu/žici, a povezana je s geometrijskim oblikom traga, dielektričnim materijalom i okolinom traga. Možemo reći da impedancija utječe na učinkovitost prijenosa energije i ukupnu izvedbu kruga.
Impedancija od 50 ohma za krute savitljive sklopove
Postoji nekoliko razloga zašto je impedancija od 50 ohma optimalan izbor dizajna za krute savitljive sklopove:
1. Standardna i zadana vrijednost koju je odobrio JAN
Tijekom Drugog svjetskog rata odabir impedancije u potpunosti je ovisio o potrebi korištenja i nije postojala standardna vrijednost. Ali kako tehnologija napreduje, potrebno je odrediti standarde impedancije kako bi se uspostavila ravnoteža između ekonomičnosti i praktičnosti. Stoga je Organizacija JAN (Joint Army Navy), zajednička organizacija vojske Sjedinjenih Država, konačno odabrala impedanciju od 50 ohma kao zajedničku standardnu vrijednost za razmatranje usklađivanja impedancije, stabilnosti prijenosa signala i sprječavanja refleksije signala. Od tada je impedancija od 50 ohma evoluirala u globalnu zadanu vrijednost.
2. Maksimiziranje performansi
Iz perspektive dizajna PCB-a, pod impedancijom od 50 ohma, signal se može prenositi maksimalnom snagom u krugu, čime se smanjuje slabljenje i refleksija signala. U međuvremenu, 50 ohma također je najčešće korištena ulazna impedancija antene u bežičnim komunikacijama.
Općenito govoreći, niža impedancija, izvedba tragova prijenosa bit će bolja. Za trag odašiljanja s danom širinom linije, što je bliže ravnini uzemljenja, odgovarajuće EMI (elektromagnetske smetnje) će se smanjiti, a također će se smanjiti i preslušavanje. Ali, s gledišta cijelog puta signala, impedancija utječe na pogonski kapacitet čipova – većina ranih čipova ili pogonitelja ne može pokretati prijenosnu liniju koja je niža od 50 ohma, dok je višu prijenosnu liniju bilo teško implementirati i nije tako da je kompromis od impedancije od 50 ohma bio najbolji izbor u to vrijeme.
3. Pojednostavljen dizajn
U dizajnu PCB-a, uvijek je potrebno uskladiti prostor i širinu linija kako bi se smanjila refleksija signala i preslušavanje. Dakle, kada projektiramo tragove, izračunat ćemo skup za naš projekt, koji je prema debljini, podlozi, slojevima i drugim parametrima za izračunavanje impedancije, kao što je dijagram ispod.
Prema našem iskustvu, 50 ohma je lako dizajnirati u nizu, zato se naširoko koristi u elektroindustriji.
4. Olakšajte i glatku proizvodnju
S obzirom na opremu većine postojećih proizvođača PCB-a, relativno je lako proizvesti PCB s impedancijom od 50 ohma.
Kao što znamo, niža impedancija mora odgovarati široj širini linije i tankoj srednjoj ili velikoj dielektričnoj konstanti, toliko je teško pronaći u svemiru za trenutne ploče s strujnim krugovima visoke gustoće. Dok veća impedancija zahtijeva tanju širinu linije i deblji medij ili manju dielektričnu konstantu, koja nije vodljiva za EMI i potiskivanje preslušavanja, a pouzdanost obrade bit će loša za višeslojne sklopove i iz perspektive masovne proizvodnje.
Kontrolirajte impedanciju od 50 ohma u korištenju zajedničkog supstrata (FR4, itd.) i zajedničke jezgre, proizvodnju zajedničke debljine ploče kao što je 1 mm, 1,2 mm, može se dizajnirati zajednička širina linije od 4 ~ 10 mil, tako da je izrada vrlo prikladna, a obrada opreme nema jako visoke zahtjeve.
5. Kompatibilnost s visokofrekventnim signalima
Mnogi standardi i proizvođači uređaja za tiskane ploče, konektore i kabele dizajnirani su za impedanciju od 50 ohma, tako da upotreba 50 ohma poboljšava kompatibilnost između uređaja.
6. Isplativ
Impedancija od 50 ohma je ekonomičan i idealan izbor kada se uzme u obzir ravnoteža između troškova proizvodnje i performansi signala.
Sa svojim relativno stabilnim karakteristikama prijenosa i niskom stopom izobličenja signala, impedancija od 50 ohma naširoko se koristi u mnogim područjima, kao što su video signali, podatkovne komunikacije velike brzine itd. Međutim, važno je napomenuti da, iako je 50 ohma jedna od najčešće korištenih impedancija u elektroničkom inženjerstvu, u nekim primjenama, kao što je radiofrekvencija, mogu biti potrebne druge vrijednosti impedancije kako bi se ispunili specifični zahtjevi. Stoga, u specifičnom dizajnu, trebali bismo odabrati odgovarajuću vrijednost impedancije prema stvarnoj situaciji.
Best Technology ima bogato iskustvo u proizvodnji krutih savitljivih tiskanih ploča, bez obzira na jednoslojne, dvoslojne ili višeslojne FPC ploče. Uz to, Best Tech nudi FR4 PCB (do 32 sloja), PCB s metalnom jezgrom, keramički PCB i neke posebne PCB-e kao što su RF PCB, HDI PCB, ekstra tanki i teški bakreni PCB. Dobrodošli da nas kontaktirate ako imate pitanja o PCB-u.