วงจร Rigid-flex ได้รับความนิยมเพิ่มมากขึ้นในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา เนื่องจากวงจรดังกล่าวได้รวมเอาความยืดหยุ่นของวงจร Flex และความแข็งแกร่งเข้าด้วยกัน& ความน่าเชื่อถือของ FR4 PCB ข้อควรพิจารณาในการออกแบบที่สำคัญประการหนึ่งเมื่อสร้างวงจรแบบยืดหยุ่นคือค่าอิมพีแดนซ์ สำหรับสัญญาณความถี่สูงทั่วไปและวงจร RF 50ohm เป็นค่าทั่วไปที่นักออกแบบใช้และผู้ผลิตแนะนำ แล้วทำไมต้องเลือก 50ohm มี 30ohm หรือ 80ohm หรือไม่ วันนี้เราจะสำรวจเหตุผลว่าทำไมอิมพีแดนซ์ 50 โอห์มจึงเป็นตัวเลือกการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวงจรแบบยืดหยุ่น
อิมพีแดนซ์คืออะไรและทำไมจึงสำคัญ
อิมพีแดนซ์เป็นการวัดความต้านทานต่อการไหลของพลังงานไฟฟ้าในวงจร ซึ่งแสดงเป็นโอห์มและเป็นปัจจัยสำคัญในการออกแบบวงจร ซึ่งหมายถึงค่าอิมพีแดนซ์ลักษณะเฉพาะของร่องรอยการส่งผ่าน ซึ่งเป็นค่าอิมพีแดนซ์ของคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าขณะส่งสัญญาณในร่องรอย/เส้นลวด และเกี่ยวข้องกับรูปทรงเรขาคณิตของร่องรอย วัสดุไดอิเล็กทริก และสภาพแวดล้อมโดยรอบของร่องรอย เราสามารถพูดได้ว่าอิมพีแดนซ์ส่งผลต่อประสิทธิภาพของการถ่ายโอนพลังงานและประสิทธิภาพโดยรวมของวงจร
ความต้านทาน 50ohm สำหรับวงจร Rigid-Flex
มีเหตุผลหลายประการที่ทำให้อิมพีแดนซ์ 50 โอห์มเป็นตัวเลือกการออกแบบที่เหมาะสมที่สุดสำหรับวงจรแบบยืดหยุ่น:
1. ค่ามาตรฐานและค่าเริ่มต้นที่อนุญาตโดย JAN
ในช่วงสงครามโลกครั้งที่ 2 การเลือกอิมพีแดนซ์ขึ้นอยู่กับความจำเป็นในการใช้งานทั้งหมด และไม่มีค่ามาตรฐานใดๆ แต่ในขณะที่เทคโนโลยีก้าวหน้า จำเป็นต้องกำหนดมาตรฐานอิมพีแดนซ์เพื่อให้เกิดความสมดุลระหว่างความประหยัดและความสะดวกสบาย ดังนั้น ในที่สุด JAN Organization (Joint Army Navy) ซึ่งเป็นองค์กรร่วมของกองทัพสหรัฐฯ จึงเลือกอิมพีแดนซ์ 50 โอห์มเป็นค่ามาตรฐานทั่วไปในการพิจารณาการจับคู่อิมพีแดนซ์ ความเสถียรของการส่งสัญญาณ และการป้องกันการสะท้อนของสัญญาณ ตั้งแต่นั้นมา อิมพีแดนซ์ 50 โอห์มได้พัฒนาเป็นค่าเริ่มต้นทั่วโลก
2. การเพิ่มประสิทธิภาพสูงสุด
จากมุมมองการออกแบบ PCB ภายใต้อิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม สัญญาณสามารถส่งที่กำลังสูงสุดในวงจร ซึ่งช่วยลดการลดทอนและการสะท้อนของสัญญาณ ในขณะเดียวกัน 50ohm ยังเป็นอิมพีแดนซ์อินพุตของเสาอากาศที่ใช้บ่อยที่สุดในการสื่อสารไร้สาย
โดยทั่วไปแล้ว อิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่า ประสิทธิภาพของการส่งร่องรอยจะดีกว่า สำหรับการติดตามการส่งที่มีความกว้างของเส้นที่กำหนด ยิ่งใกล้กับระนาบพื้นมาก EMI (การรบกวนแม่เหล็กไฟฟ้า) ที่สอดคล้องกันจะลดลง และครอสทอล์คก็จะลดลงเช่นกัน แต่จากมุมมองของเส้นทางทั้งหมดของสัญญาณ อิมพีแดนซ์ส่งผลต่อความจุไดรฟ์ของชิป ชิปหรือไดรเวอร์ในยุคแรกๆ ส่วนใหญ่ไม่สามารถขับเคลื่อนสายส่งสัญญาณที่ต่ำกว่า 50 โอห์ม ในขณะที่สายส่งสัญญาณที่สูงขึ้นนั้นใช้งานยากและไม่สามารถทำได้ ทำงานได้ดี ดังนั้นการประนีประนอมอิมพีแดนซ์ 50 โอห์มจึงเป็นทางเลือกที่ดีที่สุดในขณะนั้น
3. การออกแบบที่เรียบง่าย
ในการออกแบบ PCB จำเป็นต้องจับคู่กับพื้นที่บรรทัดและความกว้างเสมอเพื่อลดการสะท้อนของสัญญาณและครอสทอล์ค ดังนั้น เมื่อออกแบบร่องรอย เราจะคำนวณสแต็กอัพสำหรับโครงการของเรา ซึ่งเป็นไปตามความหนา วัสดุพิมพ์ ชั้น และพารามิเตอร์อื่นๆ เพื่อคำนวณอิมพีแดนซ์ เช่น แผนภูมิด้านล่าง
จากประสบการณ์ของเรา 50ohm นั้นง่ายต่อการออกแบบสแต็คอัพ นั่นเป็นเหตุผลว่าทำไมจึงใช้กันอย่างแพร่หลายในอุตสาหกรรมไฟฟ้า
4. อำนวยความสะดวกและราบรื่นในการผลิต
เมื่อพิจารณาถึงอุปกรณ์ของผู้ผลิต PCB ที่มีอยู่ส่วนใหญ่ การผลิต PCB อิมพีแดนซ์ 50ohm นั้นค่อนข้างง่าย
ดังที่เราทราบ อิมพีแดนซ์ที่ต่ำกว่าจำเป็นต้องสอดคล้องกับความกว้างของเส้นที่กว้างขึ้นและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกขนาดกลางหรือขนาดใหญ่ที่บาง จึงเป็นเรื่องยากที่จะพบกันในพื้นที่สำหรับแผงวงจรความหนาแน่นสูงในปัจจุบัน ในขณะที่อิมพีแดนซ์ที่สูงขึ้นต้องการความกว้างของเส้นที่บางลงและค่าคงที่ไดอิเล็กตริกขนาดกลางหรือเล็กที่หนาขึ้น ซึ่งไม่นำไฟฟ้าสำหรับ EMI และการปราบปรามครอสทอล์ค และความน่าเชื่อถือของการประมวลผลจะไม่ดีสำหรับวงจรหลายชั้นและจากมุมมองของการผลิตจำนวนมาก
ควบคุมความต้านทาน 50ohm ในการใช้พื้นผิวทั่วไป (FR4 ฯลฯ ) และแกนร่วม การผลิตความหนาของบอร์ดทั่วไปเช่น 1 มม. 1.2 มม. สามารถออกแบบความกว้างของเส้นร่วม 4 ~ 10mil ดังนั้นการประดิษฐ์จึงสะดวกมาก และการประมวลผลของอุปกรณ์ไม่ต้องการสูงมากนัก
5. ความเข้ากันได้กับสัญญาณความถี่สูง
มาตรฐานและอุปกรณ์การผลิตจำนวนมากสำหรับแผงวงจร ตัวเชื่อมต่อ และสายเคเบิลได้รับการออกแบบมาสำหรับอิมพีแดนซ์ 50 โอห์ม ดังนั้นการใช้ 50 โอห์มจะช่วยปรับปรุงความเข้ากันได้ระหว่างอุปกรณ์ต่างๆ
6. คุ้มค่า
อิมพีแดนซ์ 50 โอห์มเป็นตัวเลือกที่ประหยัดและเหมาะสมอย่างยิ่งเมื่อคำนึงถึงความสมดุลระหว่างต้นทุนการผลิตและประสิทธิภาพของสัญญาณ
ด้วยลักษณะการส่งที่ค่อนข้างเสถียรและอัตราการผิดเพี้ยนของสัญญาณต่ำ อิมพีแดนซ์ 50 โอห์มจึงถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในหลายสาขา เช่น สัญญาณวิดีโอ การสื่อสารข้อมูลความเร็วสูง เป็นต้น อย่างไรก็ตาม สิ่งสำคัญที่ควรทราบคือ แม้ว่า 50 โอห์มเป็นหนึ่งในอิมพีแดนซ์ที่ใช้บ่อยที่สุดในวิศวกรรมอิเล็กทรอนิกส์ แต่ในบางแอปพลิเคชัน เช่น ความถี่วิทยุ อาจต้องใช้ค่าอิมพีแดนซ์อื่นๆ เพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดเฉพาะ ดังนั้นในการออกแบบเฉพาะเราควรเลือกค่าอิมพีแดนซ์ที่เหมาะสมตามสถานการณ์จริง
Best Technology มีประสบการณ์มากมายในการผลิตแผงวงจรแบบยืดหยุ่น ไม่ว่าจะเป็นชั้นเดียว สองชั้น หรือ FPC หลายชั้น นอกจากนี้ Best Tech ยังมี FR4 PCB (สูงสุด 32 ชั้น), PCB แกนโลหะ, PCB เซรามิก และ PCB พิเศษบางชนิด เช่น RF PCB, HDI PCB, PCB ทองแดงบางพิเศษและหนัก ยินดีต้อนรับที่จะติดต่อเราหากคุณมีคำถามเกี่ยวกับ PCB