Rigid-flex-kretsar har blivit allt populärare de senaste åren på grund av att det kombinerar flexibiliteten hos flex-kretsar och styvhet& tillförlitligheten hos FR4 PCB. En av de viktigaste designövervägandena när man skapar en rigid-flex-krets är impedansvärdet. För allmänna högfrekventa signaler och RF-kretsar är 50ohm ett vanligast värde som designers använde och tillverkaren rekommenderade, så varför välja 50ohm? Finns det 30 ohm eller 80 ohm? Idag kommer vi att utforska anledningarna till varför en 50 ohm impedans är det optimala designvalet för rigid-flex kretsar.
Vad är impedans och varför är det viktigt?
Impedans är ett mått på motståndet mot flödet av elektrisk energi i en krets, vilket uttrycks i ohm och utför en kritisk faktor i designen av kretsarna. Det hänvisar till den karakteristiska impedansen för transmissionsspåret, vilket är impedansvärdet för den elektromagnetiska vågen under sändning i spåret/tråden, och är relaterat till spårets geometriska form, det dielektriska materialet och den omgivande miljön för spåret. Vi kan säga att en impedans påverkar effektiviteten av energiöverföringen och kretsens totala prestanda.
50 ohm impedans för rigid-flex kretsar
Det finns flera anledningar till varför en 50 ohm impedans är det optimala designvalet för rigid-flex kretsar:
1. Standard- och standardvärde godkänt av JAN
Under andra världskriget var valet av impedans helt beroende av behovet av användning, och det fanns inget standardvärde. Men allt eftersom tekniken går framåt måste impedansstandarder ges för att hitta en balans mellan ekonomi och bekvämlighet. Därför valde JAN Organization (Joint Army Navy), en gemensam organisation av USA:s militär, slutligen 50 ohm impedans som det gemensamma standardvärdet för övervägande av impedansmatchning, signalöverföringsstabilitet och signalreflektionsförebyggande. Sedan dess har 50 ohm impedans utvecklats till den globala standarden.
2. Prestandamaximering
Ur PCB-designperspektivet, under 50 ohm-impedansen, kan signalen överföras med maximal effekt i kretsen, vilket minskar signaldämpningen och reflektionen. Samtidigt är 50 ohm också den vanligaste antenningångsimpedansen i trådlös kommunikation.
Generellt sett, lägre impedans, prestanda för transmissionsspår kommer att bli bättre. För ett sändningsspår med en given linjebredd, ju närmare jordplanet det är, kommer motsvarande EMI (elektromagnetisk interferens) att minska, och överhörning minskar också. Men ur synvinkeln av signalens hela väg, påverkar impedans drivkapaciteten hos chips – de flesta tidiga chips eller drivrutiner kan inte driva sändningslinje som är lägre än 50 ohm, medan högre sändningslinje var svåra att implementera och inte gjorde det. prestera lika bra, så en kompromiss med 50 ohm impedans var det bästa valet vid den tiden.
3. Förenklad design
I PCB-design är det alltid nödvändigt att matcha med linjeutrymme och bredd för att minska signalreflektionen och överhörningen. Så när vi designar spår kommer vi att beräkna en stack för vårt projekt, som är enligt tjocklek, substrat, skikt och andra parametrar för att beräkna impedans, såsom nedanstående diagram.
Enligt vår erfarenhet är 50 ohm lätt att konstruera, och det är därför det används i stor utsträckning inom elindustrin.
4. Underlätta och smidig produktion
Med tanke på utrustningen hos de flesta befintliga PCB-tillverkare är det relativt enkelt att producera 50ohm impedans PCB.
Som vi vet måste lägre impedans matcha bredare linjebredd och tunn medium eller stor dielektricitetskonstant, det är så svårt att möta i rymden för de nuvarande högdensitetskorten. Medan högre impedans behöver tunnare linjebredd och tjockare medium eller mindre dielektricitetskonstant, vilket inte är ledande för EMI och överhörningsdämpning, och tillförlitligheten för bearbetning kommer att vara dålig för flerskiktskretsar och ur massproduktionsperspektiv.
Kontrollera impedansen på 50 ohm vid användning av gemensamt substrat (FR4, etc.) och gemensam kärna, produktionen av gemensamma skivtjocklek som 1 mm, 1,2 mm, kan utformas med en gemensam linjebredd på 4 ~ 10 mil, så tillverkningen är mycket bekväm, och bearbetningen av utrustningen är inte särskilt höga krav.
5. Kompatibilitet med högfrekventa signaler
Många standarder och tillverkningsenheter för kretskort, kontakter och kablar är designade för 50 ohm impedans, så att använda 50 ohm förbättrar kompatibiliteten mellan enheter.
6. Kostnadseffektiv
Impedansen på 50 ohm är ett ekonomiskt och idealiskt val när man överväger balansen mellan tillverkningskostnad och signalprestanda.
Med dess relativt stabila överföringsegenskaper och låga signalförvrängningshastighet används 50 ohm impedans i stor utsträckning inom många områden, såsom videosignaler, höghastighetsdatakommunikation, etc. Det är dock viktigt att notera att även om 50 ohm är en av de mest använda impedanserna inom elektronikteknik, i vissa applikationer, såsom radiofrekvens, kan andra impedansvärden krävas för att uppfylla specifika krav. Därför bör vi i den specifika designen välja lämpligt impedansvärde enligt den faktiska situationen.
Best Technology har rik tillverkningserfarenhet av styvt flex-kretskort, oavsett enkellager, dubbellager eller flerlagers FPC. Dessutom erbjuder Best Tech FR4 PCB (upp till 32 lager), metallkärna PCB, keramiska PCB och några speciella PCB såsom RF PCB, HDI PCB, extra tunna och tunga koppar PCB. Välkommen att kontakta oss om du har PCB-förfrågningar.