Kontrollierte Impedanz – wie macht man es richtig?

31. August 2018

Miniaturisierung ist ein heißer Trend in der Leiterplattenindustrie. Es besteht eine enorme Nachfrage nach kompakten und schnelllebigen Leiterplatten. Obwohl sie in vielen elektronischen Geräten ein Vorteil sind, gibt es in diesen schnellen PCBs viele Komponenten, die möglicherweise nicht wie erwartet funktionieren und zu Ausfällen führen. Daher wissen die Leiterplattenhersteller, wie wichtig es ist, bestimmte Schaltkreise zu verlangsamen, um das spezifische Funktionieren von Komponenten zu ermöglichen. Hier kann eine kontrollierte Impedanz helfen. Was ist eine kontrollierte Impedanz? Welche Bedeutung hat dieser Faktor? Was sind die bestimmenden Faktoren der kontrollierten Impedanz? Wo wird die kontrollierte Impedanz verwendet? Beschwören diese Fragen Ihren Verstand? Wenn ja, hilft Ihnen dieser Beitrag, Antworten auf all Ihre Fragen zu finden.

Eine Einführung in die kontrollierte Impedanz

Um die kontrollierte Impedanz zu verstehen, ist es wichtig, dass Sie die Impedanz verstehen. Die Impedanz ist nur für Hochfrequenzschaltungen definiert. Es ist eine Kombination aus Induktivität und Kapazität der Schaltung. Der Impedanzwert variiert immer zwischen den beiden Punkten, wenn er nicht richtig gesteuert wird. Bei hohen Frequenzen verhalten sich PCB-Leiterbahnen nicht wie erwartet, und die Signalqualität kann an verschiedenen Stellen nachlassen. Die kontrollierte Impedanz trägt dazu bei, die effiziente Ausbreitung von Signalen ohne Störungen und Verzerrungen sicherzustellen. Die Impedanz (Zo) eines Stromkreises ist eine Wechselstromeigenschaft und wird in Ohm (Ω) gemessen. Der Zielwert der Impedanz beträgt 25 Ω - 125 Ω.

Faktoren, die die kontrollierte Impedanz bestimmen

Die Impedanz einer Leiterbahn wird durch Faktoren wie Widerstand, kapazitive Reaktanz und Konduktanz bestimmt. Was trägt zu diesen Faktoren bei? Nun, die Antwort ist, dass diese Faktoren von Elementen wie den physikalischen Abmessungen der Leiterbahn, der dielektrischen Dicke und der Dielektrizitätskonstante des in der Leiterplatte verwendeten Substratmaterials bestimmt werden. Der Wert der Impedanz wird durch die folgenden Faktoren bestimmt:

• Dicke und Breite der Kupfersignalspur oben und unten
• Dielektrizitätskonstante des Prepeg-Materials und des Kerns
• Dicke des Prepeg-Materials und des Kerns auf beiden Seiten der Kupferbahn
• Abstand der Leiterbahn von anderen Kupfermerkmalen

Arten kontrollierter Impedanz

Die charakteristische Impedanz ist eine der häufigsten Arten der kontrollierten Impedanz. Im Folgenden sind einige weitere wichtige Typen aufgeführt, auf die auf dem Markt verwiesen wird:

• Eingangsimpedanz
• Bildimpedanz
• Wellenwiderstand

Typische Anwendungen der kontrollierten Impedanz

Kontrollierte Impedanz gilt als ideal für digitale Hochfrequenzanwendungen:

• RF-Kommunikation
• Hochwertige analoge Videos
• Rechnen über 100 MHz
• Telekommunikationsausrüstung
• Rauscharme Verstärker

Häufige Herstellungsfehler, die beim Erstellen von Schaltkreisen mit kontrollierter Impedanz zu vermeiden sind

Im Folgenden sind einige häufige Fehler aufgeführt, die bei der Herstellung von Schaltkreisen mit kontrollierter Impedanz vermieden werden sollten:

• Nicht übereinstimmende Länge :Längenfehlanpassungen zwischen differentiellen Paaren führen nicht nur zu Signalverzerrungen, sondern erhöhen auch die Fehlerraten. Daher müssen die Längen innerhalb von +/-5 mil angepasst werden. Außerdem können die nicht übereinstimmenden Enden durch Serpentinenführung geschlossen werden.
• Spuren ohne Bezugsgrundebenen :Die Hochgeschwindigkeitssignale müssen auf die untere oder oberste Schicht geführt werden, und auf den angrenzenden Schichten muss eine vollständige Massebezugsebene gegeben sein. Die Impedanz kann ansteigen, wenn keine benachbarten Ebenen vorhanden sind.
• Mehrere Arten von Prepegs: Es ist immer besser, die Verwendung von mehr als drei Arten von Prepegs in der Leiterplatte zu vermeiden. Außerdem sollte darauf geachtet werden, die dielektrische Dicke des Prepegs unter 10 mil zu halten. Die Prepegs mit hohem Glas- und niedrigem Harzgehalt sollten vermieden werden.

All dies bedeutet, dass Sie diese Leiterplatten mit kontrollierter Impedanz nur von zuverlässigen und erfahrenen Herstellern kaufen sollten. Creative Hi-Tech ist einer der beliebtesten Hersteller von Leiterplatten mit kontrollierter Impedanz in den USA .