Obwody sztywne i elastyczne stały się w ostatnich latach coraz bardziej popularne, ponieważ łączą w sobie elastyczność obwodów elastycznych i sztywność& niezawodność PCB FR4. Jedną z kluczowych kwestii projektowych podczas tworzenia obwodu sztywnego i elastycznego jest wartość impedancji. W przypadku ogólnych sygnałów o wysokiej częstotliwości i obwodów RF 50 omów jest najczęściej stosowaną wartością stosowaną przez projektantów i zalecaną przez producenta, więc dlaczego wybrać 50 omów? Czy dostępne jest 30ohm lub 80ohm? Dzisiaj zbadamy powody, dla których impedancja 50 omów jest optymalnym wyborem dla obwodów sztywno-elastycznych.
Co to jest impedancja i dlaczego jest ważna?
Impedancja jest miarą oporu przepływu energii elektrycznej w obwodzie, która jest wyrażana w omach i ma decydujący wpływ na konstrukcję obwodów. Odnosi się do impedancji charakterystycznej ścieżki transmisyjnej, która jest wartością impedancji fali elektromagnetycznej podczas transmisji w ścieżce/przewodzie i jest związana z geometrycznym kształtem ścieżki, materiałem dielektrycznym i otaczającym środowiskiem ścieżki. Można powiedzieć, że impedancja wpływa na efektywność transferu energii i ogólną wydajność obwodu.
Impedancja 50 omów dla obwodów sztywnych i elastycznych
Istnieje kilka powodów, dla których impedancja 50 omów jest optymalnym wyborem dla obwodów sztywno-giętkich:
1. Standardowa i domyślna wartość autoryzowana przez JAN
Podczas II wojny światowej dobór impedancji był całkowicie zależny od potrzeb użytkowania i nie było wartości standardowej. Jednak wraz z postępem technologii, aby osiągnąć równowagę między oszczędnością a wygodą, należy określić standardy impedancji. Dlatego organizacja JAN (Joint Army Navy), wspólna organizacja wojska Stanów Zjednoczonych, ostatecznie wybrała impedancję 50 omów jako wspólną wartość standardową do rozważenia dopasowania impedancji, stabilności transmisji sygnału i zapobiegania odbiciom sygnału. Od tego czasu impedancja 50 omów stała się globalną wartością domyślną.
2. Maksymalizacja wydajności
Z punktu widzenia konstrukcji PCB, przy impedancji 50 omów sygnał może być przesyłany z maksymalną mocą w obwodzie, zmniejszając w ten sposób tłumienie i odbicie sygnału. Tymczasem 50 omów jest również najczęściej stosowaną impedancją wejściową anteny w komunikacji bezprzewodowej.
Ogólnie rzecz biorąc, im niższa impedancja, tym lepsza będzie wydajność ścieżek transmisyjnych. W przypadku śladu transmisji o danej szerokości linii, im bliżej płaszczyzny uziemienia, tym odpowiadające im zakłócenia elektromagnetyczne (EMI) będą się zmniejszać, a także przesłuchy. Ale z punktu widzenia całej ścieżki sygnału, impedancja wpływa na zdolność napędową chipów – większość wczesnych chipów lub sterowników nie może sterować linią transmisyjną, która jest niższa niż 50ohm, podczas gdy wyższa linia transmisyjna była trudna do wdrożenia i nie działały równie dobrze, więc kompromis w postaci impedancji 50 omów był wówczas najlepszym wyborem.
3. Uproszczony projekt
W projektowaniu PCB zawsze trzeba dopasować odstęp i szerokość linii, aby zredukować odbicie sygnału i przesłuch. Dlatego podczas projektowania ścieżek obliczymy stos dla naszego projektu, który jest zgodny z grubością, podłożem, warstwami i innymi parametrami do obliczenia impedancji, takimi jak poniższy wykres.
Z naszego doświadczenia wynika, że 50ohm jest łatwym do zaprojektowania stosem, dlatego jest szeroko stosowany w przemyśle elektrycznym.
4. Ułatwienie i płynność produkcji
Biorąc pod uwagę wyposażenie większości istniejących producentów PCB, stosunkowo łatwo jest wyprodukować PCB o impedancji 50 omów.
Jak wiemy, niższa impedancja musi pasować do szerszej szerokości linii i cienkiej średniej lub dużej stałej dielektrycznej, tak trudno jest ją spotkać w kosmosie dla obecnych płytek drukowanych o dużej gęstości. Podczas gdy wyższa impedancja wymaga cieńszej linii i grubszego medium lub mniejszej stałej dielektrycznej, która nie przewodzi EMI i tłumienia przesłuchów, a niezawodność przetwarzania będzie słaba dla obwodów wielowarstwowych iz perspektywy masowej produkcji.
Kontrola impedancji 50 omów przy użyciu wspólnego podłoża (FR4 itp.) I wspólnego rdzenia, produkcja wspólnej grubości płyty, takiej jak 1 mm, 1,2 mm, może być zaprojektowana wspólna szerokość linii 4 ~ 10 mil, więc produkcja jest bardzo wygodna, a obróbka sprzętu nie jest bardzo wysokimi wymaganiami.
5. Kompatybilność z sygnałami o wysokiej częstotliwości
Wiele standardów i urządzeń produkcyjnych dla płytek drukowanych, złączy i kabli jest zaprojektowanych dla impedancji 50 omów, więc użycie 50 omów poprawia kompatybilność między urządzeniami.
6. Ekonomiczny
Impedancja 50 omów to ekonomiczny i idealny wybór, biorąc pod uwagę równowagę między kosztami produkcji a wydajnością sygnału.
Dzięki stosunkowo stabilnej charakterystyce transmisji i niskiemu współczynnikowi zniekształceń sygnału impedancja 50 omów jest szeroko stosowana w wielu dziedzinach, takich jak sygnały wideo, szybka transmisja danych itp. Należy jednak zauważyć, że chociaż 50 omów jest jedną z najczęściej stosowanych impedancji w inżynierii elektronicznej, w niektórych zastosowaniach, takich jak częstotliwość radiowa, mogą być wymagane inne wartości impedancji, aby spełnić określone wymagania. Dlatego w konkretnym projekcie powinniśmy wybrać odpowiednią wartość impedancji zgodnie z rzeczywistą sytuacją.
Best Technology ma bogate doświadczenie w produkcji sztywnych elastycznych płytek drukowanych, niezależnie od tego, czy jest to pojedyncza warstwa, podwójna warstwa czy wielowarstwowy FPC. Ponadto Best Tech oferuje PCB FR4 (do 32 warstw), PCB z metalowym rdzeniem, PCB ceramiczne i niektóre specjalne PCB, takie jak RF PCB, HDI PCB, bardzo cienka i ciężka miedziana PCB. Zapraszamy do kontaktu z nami, jeśli masz pytania dotyczące PCB.