幼い子供と一緒にキャッ さて、あなたは私を信じる必要はありませんが、私はあなたをお見せしましょう：右の速度で他の人にボールを投げ、ターゲットを打つには、手と目の協調、筋力、 私達のほとんどは投げることで多くを考えないが、子供のために、これらの基礎をつかむことは時々乗り越えられない山に上るようにようである。
PCB設計スキルセットは、実際には非常に似ています。 ターゲットの場所がどこにあるかをマッピングしているか、特に問題や脆弱なセクションを特定しているかにかかわらず、思考プ 信号は、あまりにも、時間通りに、ターゲットに到着する必要があります。 私たちが時々当たり前に取る基本的な教科書の概念は、無視されたときに大きく織機することができますが、解決策を提供することもできます。
インピーダンスマッチングが重要なのはなぜですか？ インピーダンスの不一致が問題を引き起こす
ここにニュースフラッシュがあります：PCB設計はより複雑になりました。 消費者市場であろうと産業市場であろうと、高速および高周波デバイスが標準となっています。 そして、これは始まりに過ぎません。
これらの超高周波設計を扱うときは、基礎を考慮する必要があります。 例として、インピーダンスマッチングは、低周波および中周波を使用する設計チームにとって、多くの場合、後付けになりました。 しかし、インピーダンス整合は、周波数が増加するにつれて誤差の窓が減少するため、RFとマイクロ波回路の設計に難点があります。 高速デジタル回路は、ビット誤り率への影響とパルス歪み、反射、およびEMIの可能性のために、非常に安定した制御されたインピーダンスを必要とします。
適切な回路動作は、インピーダンスマッチング、またはソースからルーティングに信号を効率的に転送し、ルーティングから負荷に信号を転送する回路の能力に依存します。 インピーダンスは—正しく扱われなければ-回路の性能の非常に否定的な影響を持っています。 適切なインピーダンス整合がなければ、ソースから負荷への経路に沿って反射が存在する可能性があります。
減衰が発生するまで、信号はトレース内で喜んで前後に伝播し、送信された信号に干渉します。 高周波ラインの反射と定在波は、所望の信号と混合し、振幅と位相の歪みの魔女の醸造を形成します。 この干渉の直接的な結果には、データのジッタと信号対雑音比の低下が含まれます。 ソースから負荷までの距離が増加すると、定在波はインピーダンスを減退させて流れます。
インピーダンスマッチングの基礎
良好なPCB設計には、基礎に注意が必要です。 回路へのインピーダンスの影響を考慮する際には、抵抗、リアクタンス、インピーダンスの基本的な関係を考慮する必要があります。
あなたは確かにあなたの個々のボードを手でテス
抵抗が安定した電流に反対し、その結果としてエネルギーが減少することは誰もが知っています。 リアクタンスは、静電容量またはインダクタンスによって引き起こされる電流に対する反対を測定します。 完全な抵抗は周波数によって変化しませんが、コンデンサまたはインダクタに対する周波数の変化の影響は、誘導性（XL）または容量性（XC）リアクタンスをAC信号の周波数に応じて変化させます。
これらすべてを念頭に置いて、インピーダンスへのジャンプをしましょう。 インピーダンスは、交流電流の流れに対するデバイスまたは回路の合計の反対であることがわかります。 また、コンデンサのインピーダンスは静電容量に反比例し、インダクタのインピーダンスはインダクタンスに直接関係していることもわかっています。
インピーダンス知識への目的の適用
教科書の基礎に関するこの素晴らしい情報はどこでPCB設計に接続していますか？ PCBのサイズに関係なく、トレースは伝送ラインを形成します。 特性インピーダンス(Zo)は、反射波のないラインの一定インピーダンスを表します。 回路が信号を送信し、伝送波が負荷に到達すると、反射波がソースに戻り、反射波の追加によって伝送ラインの入力インピーダンスが変化します。
インピーダンスマッチングの目標は、負荷インピーダンスをソースインピーダンスのように見えるようにすることです。 効率的な信号転送を実現するためには、効率的な信号転送のスイートスポットである50Ωインピーダンスの特性インピーダンス目標を達成する必要があ 信号の反射はほとんど発生しません。 良好なPCB設計プラクティスでは、伝送ライン接合、部品接続、およびターミネータで50Ωの特性インピーダンスを達成することが求められています。
回路全体のインピーダンスを一致させると、所望の低電圧定在波比（VSWR）が得られます。 低VSWR回路は、最大電力量をソースから負荷に転送します。 もっとある デジタル回路は、短い遷移時間と高いクロックレートのために所望の性能を提供します。 デバイスとアプライアンスは、信号のより高速で順次転送するため、より優れた機能を備えています。 信号のスイッチング速度を絶えず増加させるには、伝送ライン/PCBトレースのインピーダンスを制御する方法を別の方法で検討する必要があります。
SPICEでインピーダンスを早期に制御
PCBインピーダンスの制御は、異なる変数が回路性能にどのように影響するかを知ることから始まります。 これらの変数には、誘電率、誘電率の高さ、トレースの厚さ、基板の厚さ、およびトレース幅が含まれます。 これらの変数について少し考えてみましょう。 それぞれには、単位長インダクタンスを生成する物理的な形状が含まれます。
非常に多くの部品の選択肢があるため、設計を管理するのは難しい場合があります。
今、すべてが一緒に来始めます。 誘電率は、真空の誘電率に対する誘電体の誘電率の比である。 誘電率は電界に対する銅の効果を記述し、誘電率は印加された電界に応答して分極する材料の能力を示す。 確立された強さの印加された分野の増加する分極は誘電率を増加させます。
任意のPCBでは、トレース設計またはトレースに使用される材料によってインピーダンス値が変化する可能性があります。 トレース方向の急激な変化はインピーダンスの変化を引き起こす。 誘電率は、PCBトレースの長さまたは幅全体にわたって、または周波数および温度の変化のために変化する可能性もあります。 各分散は、RF回路の特性インピーダンスに影響します。 インピーダンスの変化は、信号利得を低下させたり、ノイズを発生させたり、ランダムな誤差を引き起こ
PCB設計にトレースの長さ全体にわたって特定の特性インピーダンスがある場合、制御されたインピーダンスラインが発生します。 静電容量は誘電体材料の比誘電率の関数として生じるため、均一な断面形状と一貫した誘電率を持つトレースでインピーダンスを制御することがで 静電容量の増加に伴い、特性インピーダンスは減少します。 設計面では、特性インピーダンスの変化がインピーダンス整合能力に影響します。 誘電率が低い材料は、特性インピーダンスを維持し、損失の機会を減少させるために導体幅を増加させる必要があります。
強力なレイアウトソフトウェアを使用すると、設計の反復の早い段階でインピーダンス整合を行い、基本的により安全な回路を作成することがで 幸いなことに、ケイデンスは、設計と解析プロセスをできるだけ中断の少ない統合で確実に統合するのに十分以上のものを持っています。 OrCADでは、強力なシミュレーションおよび解析システムにより、設計を信号セキュリティの次のレベルに引き上げることができます。
ケイデンスがどのようにソリューションを提供しているかについての詳細を知りたい場合は、私たちと私たちの専門家チームに相談してください。
著者について
Cadence PCB solutionsは、迅速かつ効率的な製品作成を可能にする完全なフロントツーバック設計ツールです。 ケイデンスは、ユーザーが正確に近代的な、IPC-2581業界標準を通じて製造に手渡すために設計サイクルを短縮することができます。
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