מעגלים קשיחים-גמישים הפכו פופולריים יותר ויותר בשנים האחרונות בגלל שהוא משלב את הגמישות של מעגלי הגמישות וקשיחות& מהימנות של FR4 PCB. אחד משיקולי התכנון המרכזיים בעת יצירת מעגל קשיח-גמיש הוא ערך העכבה. עבור אותות כלליים בתדר גבוה ומעגלי RF, 50ohm הוא הערך הנפוץ ביותר שהמעצבים השתמשו בו והיצרן המליץ עליו, אז למה לבחור 50ohm? האם 30 אוהם או 80 אוהם זמין? היום, נחקור את הסיבות לכך שעכבה של 50 אוהם היא בחירת העיצוב האופטימלית עבור מעגלים קשיחים-גמישים.
מהי עכבה ולמה היא חשובה?
עכבה היא מדד להתנגדות לזרימת האנרגיה החשמלית במעגל, המתבטאת באוהם ומבצעת גורם קריטי בתכנון המעגלים. הכוונה היא לעכבה האופיינית של עקבת השידור, שהיא ערך העכבה של הגל האלקטרומגנטי בזמן שידור בעקיבה/חוט, וקשורה לצורה הגיאומטרית של העקבות, החומר הדיאלקטרי והסביבה הסובבת את העקבות. אנו יכולים לומר, עכבה משפיעה על יעילות העברת האנרגיה ועל הביצועים הכוללים של המעגל.
עכבה של 50 אוהם עבור מעגלים קשיחים-גמישים
ישנן מספר סיבות לכך שעכבה של 50 אוהם היא בחירת העיצוב האופטימלית עבור מעגלים קשיחים-גמישים:
1. ערך סטנדרטי וברירת מחדל מורשה על ידי JAN
במהלך מלחמת העולם השנייה, בחירת העכבה הייתה תלויה לחלוטין בצורך בשימוש, ולא היה ערך סטנדרטי. אבל ככל שהטכנולוגיה מתקדמת, יש לתת תקני עכבה על מנת להגיע לאיזון בין חסכון לנוחות. לכן, ארגון JAN (Joint Army Navy), ארגון משותף של צבא ארצות הברית, בחר לבסוף בעכבה של 50ohm כערך הסטנדרטי הנפוץ לבחינה של התאמת עכבות, יציבות שידור האות ומניעת השתקפות אותות. מאז, עכבה של 50 אוהם התפתחה לברירת המחדל העולמית.
2. מקסום ביצועים
מנקודת המבט של עיצוב PCB, תחת עכבת 50ohm, ניתן להעביר את האות בהספק מרבי במעגל, ובכך להפחית את הנחתה והשתקפות האות. בינתיים, 50 אוהם היא גם עכבת הכניסה האנטנה הנפוצה ביותר בתקשורת אלחוטית.
באופן כללי, עכבה נמוכה יותר, הביצועים של עקבות שידור יהיו טובים יותר. עבור עקבות שידור ברוחב קו נתון, ככל שהיא קרובה יותר למישור ההארקה, ה-EMI המקביל (הפרעות אלקטרו מגנטיות) יקטן, והצלבה תקטן גם כן. אבל, מנקודת המבט של כל הנתיב של האות, עכבה משפיעה על קיבולת ההנעה של שבבים - רוב השבבים המוקדמים או הדרייברים לא יכולים להניע קו שידור הנמוך מ-50 אוהם, בעוד שקו שידור גבוה יותר היה קשה ליישום ולא בוצע. ביצועים גם כן, כך שפשרה של עכבה של 50 אוהם הייתה הבחירה הטובה ביותר באותה תקופה.
3. עיצוב פשוט
בתכנון PCB, תמיד צריך להתאים למרחב ולרוחב של הקו כדי להפחית את השתקפות האות והצלבה. אז בעת תכנון עקבות, אנו מחשבים ערימה לפרויקט שלנו, שהיא לפי עובי, מצע, שכבות ופרמטרים אחרים לחישוב עכבה, כגון התרשים למטה.
על פי הניסיון שלנו, 50ohm קל לעיצוב ערימה, זו הסיבה שהוא נמצא בשימוש נרחב בתעשיות חשמל.
4. להקל על ייצור חלק
בהתחשב בציוד של רוב יצרני ה-PCB הקיימים, קל יחסית לייצר PCB עם עכבה של 50 אוהם.
כפי שאנו יודעים, עכבה נמוכה יותר צריכה להתאים לרוחב קו רחב יותר ולקבוע דיאלקטרי דק בינוני או גדול, קשה כל כך לפגוש בשטח עבור לוחות המעגלים הנוכחיים בצפיפות גבוהה. בעוד עכבה גבוהה יותר צריכה רוחב קו דק יותר וקבוע דיאלקטרי בינוני או קטן יותר, שאינו מוליך לדיכוי EMI ודיכוי הצלבה, ואמינות העיבוד תהיה גרועה עבור מעגלים רב-שכבתיים ומנקודת המבט של ייצור המוני.
שליטה בעכבה של 50 אוהם בשימוש במצע משותף (FR4 וכו') וליבה משותפת, ייצור של עובי לוח משותף כגון 1 מ"מ, 1.2 מ"מ, יכול להיות מתוכנן ברוחב קו משותף של 4 ~ 10 מיל, כך שהייצור נוח מאוד, ועיבוד הציוד אינו דרישות גבוהות במיוחד.
5. תאימות לאותות בתדר גבוה
תקנים רבים והתקני ייצור עבור מעגלים, מחברים וכבלים מיועדים לעכבה של 50 אוהם, כך ששימוש ב-50 אוהם משפר את התאימות בין התקנים.
6. עלות תועלת
עכבת 50 אוהם היא בחירה חסכונית ואידיאלית כאשר בוחנים את האיזון בין עלות ייצור וביצועי האות.
עם מאפייני השידור היציבים יחסית וקצב עיוות האות הנמוך, עכבת 50ohm נמצאת בשימוש נרחב בתחומים רבים, כגון אותות וידאו, תקשורת נתונים במהירות גבוהה וכו'. עם זאת, חשוב לציין, שבעוד ש-50ohm הוא אחד העכבות הנפוצות ביותר בהנדסת אלקטרוניקה, ביישומים מסוימים, כגון תדר רדיו, ייתכן שיידרשו ערכי עכבה אחרים כדי לעמוד בדרישות ספציפיות. לכן, בתכנון הספציפי, עלינו לבחור את ערך העכבה המתאים בהתאם למצב בפועל.
ל-Best Technology יש ניסיון עשיר בייצור במעגלים גמישים קשיחים, בכל שכבה אחת, שכבה כפולה או FPC רב-שכבתי. בנוסף, Best Tech מציעה FR4 PCB (עד 32 שכבות), PCB ליבת מתכת, PCB קרמי וכמה PCB מיוחדים כגון RF PCB, HDI PCB, PCB נחושת דק וכבד במיוחד. מוזמן לפנות אלינו אם יש לך שאלות PCB.