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Cumu risolve u difettu di impedenza in u campu di a trasmissione di signali d'alta frequenza

Data di liberazione: 2021-12-28Fonte autore: KinghelmVista : 2047


In u duminiu d'alta frequenza, u segnu o l'onda elettromagnetica deve propagate longu u percorsu di trasmissione cù impedenza caratteristica uniforme. In casu di mancata impedenza o discontinuità, una parte di u signale hè riflessa à a fine di trasmissione, è l'onda elettromagnetica restante cuntinueghja à esse trasmessa à l'estremità ricevente.


U gradu di riflessione di signale è attenuazione dipende da u gradu di discontinuità di impedenza. Quandu l'amplitude di l'impedenza di discordanza aumenta, più signali seranu riflessi, è più attenuazione di signale o degradazione serà osservata à u ricevitore.
A discrepanza di impedenza hè spessu incontrata à i pads SMT di condensatori di accoppiamentu AC (cunnisciutu ancu com'è isolamentu DC), scheda à bordu. lînias è cable à bordu lînias (cum'è SMA).   
In u casu di u pad SMT di u condensatore di accoppiamentu AC mostratu in Fig. 1, u signale chì si propaga nantu à a strada di PCB cù una impedenza differenziale 100 Ω è una larghezza di foglia di rame 5MIL incontrerà una discontinuità d'impedenza quandu ghjunghje à u pad SMT cù una foglia di rame più larga (cum'è 30mil). larghezza di u pacchettu 0603). Stu fenominu pò esse spiegatu da equazioni (1) è (2).
L'aumentu di l'area di a sezione trasversale o a larghezza di u fogliu di rame aumenterà a capacità di striscia, chì portarà a discontinuità di capacità à l'impedenza caratteristica di u canali di trasmissione, vale à dì, surge negativu.
    
Per minimizzà a discontinuità di a capacità, hè necessariu taglià l'area di u pianu di riferimentu direttamente sottu à u pad SMT è creà un riempimentu di ramu in a capa interna, cum'è mostra in i figuri 2 è 3 rispettivamente.
Questu pò aumentà a distanza trà u pad SMT è u so pianu di riferimentu o u percorsu di ritornu, per riduce a discontinuità di capacità. À u listessu tempu, i vias micro cuciti sò inseriti per furnisce e cunnessione elettriche è fisiche trà u pianu di riferimentu originale è u novu fogliu di rame di riferimentu internu per stabilisce u percorsu currettu di ritornu di u signale è evità prublemi di radiazione EMI. 
    

   
Tuttavia, a distanza "d" ùn deve esse aumentata troppu, altrimenti l'induttanza di a striscia supera a capacità di a striscia è causa a discontinuità di l'induttanza. Induve:
  • Capacità di striscia (unità: PF);      
  • Strip inductance (unità: NH); 
  • Impedenza caratteristica (unità: Ω);  
  • Ε = constante dielettrica; 
  • larghezza di u pad;      
  • lunghezza di u pad;      
  • A distanza trà u pad è u pianu di riferimentu più bassu;   
  • Spessore di pad.      
U stessu cuncettu pò ancu esse applicatu à i pads SMT per bordu à bordu (B2B) è cable à bordu (C2B) lînias. 
A verificazione di i cuncetti di sopra serà cumpletata attraversu TDR è analisi di perdita di inserzione. L'analisi hè cumpletata stabilendu u mudellu 3D di u pad SMT in u software empro, è poi impurtendu in annunci keysight per TDR è simulazione di perdita di inserzione.
1. L'effettu pad SMT di capacità di accoppiamentu AC hè analizatu   
Un mudellu 3D di SMT cù sustrato di perdita media hè stabilitu in empro, in quale un paru di tracce differenziali microstrip sò 2 inch long and 5MIL wide, adopten mode single ended, è sò 3.5mil luntanu da u so pianu di riferimentu. U paru di tracce entra da una estremità di un pad SMT di 30 mil di larghezza è porta fora da l'altra estremità.  


   
A figura 4 è a figura 5 mostranu u TDR è i diagrammi di perdita d'inserzione ottenuti da simulazione rispettivamente.    
A discrepanza di impedenza causata da u disignu SMT senza taglià u pianu di riferimentu hè 12 Ω, è a perdita di inserzione hè - 6.5db à 20GHz. Quandu l'area di u pianu di riferimentu sottu à u pad SMT hè tagliata (induve "d" hè stabilitu à 10mil), l'impedenza di discordanza pò esse ridutta à 2 Ω è a perdita di inserzione à 20GHz pò esse ridutta à - 3dB.    
L'aumentu di "d" farà chì l'induttanza di a striscia superi a capacità, risultatu in una discontinuità di l'induttanza è una cattiva perdita di inserzione (ie - 4.5db).
2,L'effettu pad SMT di B2B lînia hè analizatu  
Un mudellu 3D di pad SMT di B2B lînia hè stabilitu in empro, in quale u spacing pin di u lînia hè 20MIL è a larghezza di u pin hè 6mil. U pad hè cunnessu à un paru di routing differenziale microstrip cù una lunghezza di 5 inch è una larghezza di 5MIL, chì adopta un modu unicu, è u routing hè 3.5mil luntanu da u so pianu di riferimentu.
U spessore di u pad SMT hè 40mil, cumpresu lînia pins è saldatura, chì hè quasi 40 volte u spessore di u filatu di PCB microstrip.
    
    
L'aumentu di u gruixu di ramu porta à una discontinuità di capacità è una attenuazione di u signalu più altu. Stu fenominu pò esse vistu da u TDR è i diagrammi di simulazione di perdita d'inserzione mostrati in Fig. 6 è Fig. 7 rispettivamente.    
A discrepanza di l'impedenza pò esse minimizzata tagliando l'area di rame cù una spaziatura adatta "d" (ie 7mil) direttamente sottu à u pad SMT. 
3. summariu   
L'analisi di stu documentu mostra chì taglià l'area di u pianu di riferimentu direttamente sottu à u pad SMT pò riduce a discrepanza di impedenza è aumenta a larghezza di banda di a linea di trasmissione.   
A distanza trà u pad SMT è u fogliu di rame di riferimentu internu dipende da a larghezza di u pad SMT è u spessore effettivu di u pad SMT, cumprese lînia pins è saldatura. Se e cundizioni permettenu, a modellazione 3D è a simulazione sò realizate prima di a produzzione di PCB per assicurà chì u canali di trasmissione custruitu hà una bona integrità di u signale.
   
Stu cuntenutu vene da a mostra di u pensamentu di u cervellu di a rete / nuvola. Stu situ web furnisce solu ristampa. I punti di vista, pusizioni è tecnulugia di stu articulu ùn anu nunda di fà cù stu situ web. Se ci hè una violazione, per piacè cuntattateci per sguassà!
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