Rigid-flex-circuits zijn de laatste jaren steeds populairder geworden omdat het de flexibiliteit van flex-circuits en stijfheid combineert& betrouwbaarheid van FR4 PCB. Een van de belangrijkste ontwerpoverwegingen bij het maken van een rigid-flex circuit is de impedantiewaarde. Voor algemene hoogfrequente signalen en RF-circuits is 50 ohm een meest gebruikelijke waarde die door ontwerpers wordt gebruikt en door de fabrikant wordt aanbevolen, dus waarom kiezen voor 50 ohm? Is 30ohm of 80ohm beschikbaar? Vandaag zullen we de redenen onderzoeken waarom een impedantie van 50 ohm de optimale ontwerpkeuze is voor rigid-flex circuits.
Wat is impedantie en waarom is het belangrijk?
Impedantie is een maat voor de weerstand tegen de stroom van elektrische energie in een circuit, die wordt uitgedrukt in Ohm en een kritieke factor is in het ontwerp van de circuits. Het verwijst naar de karakteristieke impedantie van het transmissiespoor, wat de impedantiewaarde is van de elektromagnetische golf tijdens het verzenden in het spoor/draad, en is gerelateerd aan de geometrische vorm van het spoor, het diëlektrische materiaal en de omgeving van het spoor. We kunnen zeggen dat een impedantie de efficiëntie van energieoverdracht en de algehele prestaties van het circuit beïnvloedt.
50 ohm impedantie voor rigid-flex circuits
Er zijn verschillende redenen waarom een impedantie van 50 ohm de optimale ontwerpkeuze is voor rigid-flex circuits:
1. Standaard- en standaardwaarde geautoriseerd door JAN
Tijdens de Tweede Wereldoorlog was de keuze van de impedantie volledig afhankelijk van de behoefte aan gebruik en was er geen standaardwaarde. Maar naarmate de technologie vordert, moeten impedantienormen worden gegeven om een evenwicht te vinden tussen economie en gemak. Daarom koos de JAN-organisatie (Joint Army Navy), een gezamenlijke organisatie van het Amerikaanse leger, uiteindelijk voor een impedantie van 50 ohm als de algemene standaardwaarde voor het overwegen van impedantie-aanpassing, signaaloverdrachtstabiliteit en signaalreflectiepreventie. Sindsdien is de impedantie van 50 ohm uitgegroeid tot de wereldwijde standaard.
2. Prestatiemaximalisatie
Vanuit het PCB-ontwerpperspectief kan onder de impedantie van 50 ohm het signaal op maximaal vermogen in het circuit worden verzonden, waardoor signaalverzwakking en reflectie worden verminderd. Ondertussen is 50 ohm ook de meest gebruikte antenne-ingangsimpedantie in draadloze communicatie.
Over het algemeen, lagere impedantie, zullen de prestaties van transmissiesporen beter zijn. Voor een zendspoor met een bepaalde lijnbreedte, hoe dichter het bij het grondvlak is, zal de corresponderende EMI (elektromagnetische interferentie) afnemen en zal overspraak ook afnemen. Maar vanuit het oogpunt van het volledige pad van het signaal, heeft impedantie invloed op de aandrijfcapaciteit van chips - de meeste vroege chips of stuurprogramma's kunnen geen zendlijn aansturen die lager is dan 50 ohm, terwijl een hogere zendlijn moeilijk te implementeren was en niet presteren ook, dus een compromis van 50 ohm impedantie was op dat moment de beste keuze.
3. Vereenvoudigd ontwerp
Bij het ontwerpen van PCB's moet het altijd overeenkomen met de lijnruimte en -breedte om de signaalreflectie en overspraak te verminderen. Dus bij het ontwerpen van sporen, zullen we een stapel voor ons project berekenen, die op basis van dikte, substraat, lagen en andere parameters is om de impedantie te berekenen, zoals onderstaande grafiek.
Volgens onze ervaring is 50ohm eenvoudig te stapelen, daarom wordt het veel gebruikt in elektrische industrieën.
4. Faciliteer en vlotte productie
Gezien de uitrusting van de meeste bestaande PCB-fabrikanten, is het relatief eenvoudig om PCB's met een impedantie van 50 ohm te produceren.
Zoals we weten, moet een lagere impedantie overeenkomen met een bredere lijnbreedte en een dunne gemiddelde of grote diëlektrische constante, het is zo moeilijk om in de ruimte te voldoen voor de huidige printplaten met hoge dichtheid. Hoewel een hogere impedantie een dunnere lijnbreedte en een dikker medium of een kleinere diëlektrische constante nodig heeft, wat niet geleidend is voor EMI en onderdrukking van overspraak, en de betrouwbaarheid van de verwerking zal slecht zijn voor meerlaagse circuits en vanuit het perspectief van massaproductie.
Controleer de impedantie van 50 ohm bij het gebruik van een gemeenschappelijk substraat (FR4, enz.) en de verwerking van de apparatuur is niet erg hoge eisen.
5. Compatibiliteit met hoogfrequente signalen
Veel standaarden en fabricageapparaten voor printplaten, connectoren en kabels zijn ontworpen voor een impedantie van 50 ohm, dus het gebruik van 50 ohm verbetert de compatibiliteit tussen apparaten.
6. Kostenefficiënt
De impedantie van 50 ohm is een economische en ideale keuze als het gaat om de balans tussen productiekosten en signaalprestaties.
Met zijn relatief stabiele transmissiekarakteristieken en lage signaalvervormingssnelheid, wordt een impedantie van 50 ohm veel gebruikt op veel gebieden, zoals videosignalen, snelle datacommunicatie, enz. Het is echter belangrijk op te merken dat hoewel 50 ohm een van de meest gebruikte impedanties is in de elektronische techniek, in sommige toepassingen, zoals radiofrequentie, andere impedantiewaarden vereist kunnen zijn om aan specifieke vereisten te voldoen. Daarom moeten we in het specifieke ontwerp de juiste impedantiewaarde kiezen op basis van de werkelijke situatie.
Best Technology heeft een rijke productie-ervaring in rigide flex-printplaten, ongeacht de enkele laag, dubbele lagen of meerlaagse FPC. Bovendien biedt Best Tech FR4-PCB's (tot 32 lagen), metalen kern-PCB's, keramische PCB's en een aantal speciale PCB's zoals RF-PCB's, HDI-PCB's, extra dunne en zware koperen PCB's. Welkom om contact met ons op te nemen als u PCB-vragen heeft.