インピーダンスの定義:PCB でのその重要性を理解する方法

インピーダンスの定義、寄付された Z、電気機器では、導体コンポーネント、システム、または回路を通過する場合に直流または交流が直面する反対の量を指します。電流と電圧が一定の場合、インピーダンスの定義は null であるため、交流の場合に値が null になることはありません。

インピーダンスの定義は、電気回路のリアクタンスと抵抗の合計であり、オームで測定されます。インピーダンスは、プリント回路基板を設計する際に注意しなければならないコース特性です。インピーダンス要件のある PCB は電圧の変化を無効にし、期待どおりに動作するガジェットや電化製品につながります。

PCB の定義インピーダンスを理解することが不可欠なのはなぜですか?

効率化がすべてです。理論的には、信号経路上のインピーダンス全体が一致したときに最大の信号転送が行われることが示されています。高速デジタル信号を処理しながら高周波で動作するプリント回路基板には、制御インピーダンスが必要です。定義 インピーダンス制御は PCB メーカーにとって不可欠であり、高速のデジタル アプリケーション、RF アプリケーション、および電気通信において急速に重要になってきています。プリント回路基板のインピーダンスに関する問題を理解せずに。

インピーダンスの変化、インピーダンスの不一致、または不適切なインピーダンスでさえも、間違ったジオメトリが信号を歪ませる方法を知る立場にはありません。要するに、インピーダンスはロックンロールと同等であり、それを理解するのは少し複雑です。しかし繰り返しになりますが、Define Impedance を「理解する」ためにすべてを理解する必要はありません。

要約すると、完全なインピーダンス要件を備えたプリント回路基板は、電圧のすべての変化を無効にします。ガジェットやデバイスが期待どおりに動作するようになります。 WellPCB では、リアクタンスの流れと抵抗を効率的に検出するように設計されたソフトウェア プログラムを簡単に推奨し、必要なすべての仕様を提供します。このデータを使用してカスタム PCB を作成します。

PCB のインピーダンスを制御するにはどうすればよいですか?

たとえば、当社の衛星/テレビ ケーブルでは、アンテナがソースとして機能し、テレビ セットが負荷として機能し、同軸ケーブルが導体として機能します。ケーブルは、ケーブルの電気インピーダンスを制御するために測定された電気特性とともに、絶縁体、導体、およびそれらの寸法で構成されています。

PCB 上の信号がメッセージのソースから負荷へのパスに沿って効果的に転送されるようにするには、インピーダンス制御が必要です。インピーダンスを制御しないと、そのような信号が有用に移動する可能性は、困難ではないにしても困難になります。制御された Define Impedance を使用して、ボードが失敗や失望なしに期待どおりに機能することを期待してください。

しかし、それを達成するのは難しいことではありません。信号がソースから負荷に効果的に移動するには、インピーダンスが一致する必要があります。したがって、基準トラックの出力インピーダンスと負荷インピーダンスの入力インピーダンスは一致する必要があります。このようにして、信号は問題なくソースから目的の場所に移動します。

インピーダンス制御を確実に達成するために、製造業者はおそらく、最初にフィールド ソルバーから得られる記載されたパラメーターを使用します。その後、PCB インピーダンスのテストを実行する必要がある場合があり、必要に応じて、必要に応じて機能する PCB を作成または作成するために、いくつかの変更を行うことができます。

定義インピーダンス制御の例

制御された定義インピーダンスの最も一般的または適切な例のいくつかは、アンテナを人々のテレビに接続するケーブルです。ワイヤは、外側の円筒形シールドからワイヤを分離する円形の内部導体で構成される同軸ケーブルである場合があります。

寸法、絶縁体、導体、および電気的特性は、電界の形状と相互作用を決定するために慎重に制御されます。これは、ケーブルの電気インピーダンスを決定するのに大いに役立ちます。

適切な例が用意されています。最良の信号を得るには、アンテナまたは衛星アンテナのインピーダンスがケーブルのインピーダンスと一致している必要があります。一方、ケーブルもテレビのケーブルと一致する必要があります。この考え方を PCB に移し、インピーダンスの不一致が原因で目的の信号が目的の宛先に到達しない場合を想像してください。

上記に基づいて、不一致が発生したり、不一致が疑われる場合、何も期待どおりに機能しません。したがって、PCB のインピーダンスを制御することは、実行するのに良い考えのように思えます。しかし、繰り返しになりますが、それほど困難なくこれを達成するにはどうすればよいでしょうか?

定義インピーダンス制御は PCB でどのように機能しますか?

ボードのニーズに合ったインピーダンス制御サービスの種類を決定する前に、インピーダンス制御の基本を理解する必要があります。インピーダンス制御とは何ですか? また、正確にはどのように機能しますか?まず、インピーダンス制御に関する 3 つの基本的なサービス レベルがあります。それらには以下が含まれます:

• インピーダンス制御なし – インピーダンス許容差が非常に緩いため、正しいインピーダンスを実現するために追加の設計要素は必要ありません。この状況により、PCB のコストが低くなり、完成が早くなります。

• インピーダンス監視 –ここでは、設計者がプロバイダと共にインピーダンス制御トレースの概要を説明し、それに応じて誘電体の高さとトレース幅のみを調整します。ユーザー仕様がメーカーによって承認されると、PCB の製造を開始できます。

• インピーダンス制御 – メーカーは、PCB ボードが必要なインピーダンスに達するように最善を尽くしています。

PCB の測定方法

そこに存在する他の困難な活動や演習の中でも、プリント回路基板のインピーダンスを測定することは、間違いなく最も困難な作業の 1 つです。以前に試したことのある人は、PCB 内の定義インピーダンス値を測定することは、見た目ほど簡単ではないと主張しています。ここでは、複雑な手順と必要な機器がたくさんあります。

接続、アクセシビリティ、トレースの長さ、トラックからの分岐などのその他の要因により、正確な読み取りが困難になる場合があります。 TDR とも呼ばれる時間領域反射率計は、インピーダンスを測定する標準的な方法です。この反射率計は、ラインに沿って何らかの信号を送信し、インピーダンスの不一致が発生した場合に反射されるメッセージの部分を測定します。

測定には、高品質のプローブとケーブルを使用することをお勧めします。RF アダプターが必要な場合は、校正品質のアダプターに頼る必要があります。また、この範囲の平均値を取得するには、ゲーテッド カーソルを使用することが不可欠です。理解しておくべき重要なことは、帯域幅を減らすと、ノイズが減少または減少しますが、分解能が低下するということです。

PCB の定義インピーダンスに影響を与える要因

プリント回路基板のインピーダンスの一貫性に影響を与える最も重要な要因は、さまざまな場所での厚さと線幅の均一性です。ラインが基板の端から 25mm 未満の場合、ライン インピーダンス値は中央のものより 1 ～ 4 オーム小さくなります。ラインがボードの端から 50mm 以上離れていても、位置のインピーダンス値に深刻な影響はありません。

簡単に言えば、インピーダンス PCB 公差に影響を与える要因のいくつかは、材料の公差や樹脂含有量などの側面です。それがすべてではありません。その他には、ボードの上部と下部にあるトレースの幅と高さが含まれます。パターンのセットをWellPCBに提供していただければ、それらを組み合わせて1つの回路基板にします。特定の公差で正しい位置とパターン サイズで PCB を製造します。メーカーが正しい位置、サイズ、および耐久性を提供できることを確認することが重要です。そうしないと、ボードが役に立たなくなる可能性があります。

PCB のインピーダンスに影響を与えるほとんどの要因の中で、誘電体の厚さが最も重要な割合 (45%) を占めています。トレース幅 (25%)、誘電率 (15%)、銅の厚さ (10%) が続きます。最後に、ソルダーレジスト (5%) です。

結論

インピーダンスの定義は、電気回路のリアクタンスと抵抗の合計であり、オームで表されます。 PCB ボードでは、インピーダンスが PCB 上の信号伝送に影響を与えるため、インピーダンスに関する問題を真剣に検討する必要があります。低電流での高速スイッチング信号は主に干渉を受けやすいため、伝送する必要がある場合はインピーダンス解析が必要です。ただし、印刷されたトラックに沿って発生する反射を回避または最小限に抑えるには、インピーダンス制御に関する問題を考慮して、歪みを防ぐ必要があります。 WellPCB は、注文前の技術サポート、インピーダンス制御基板製造における豊富な経験、および 100% インピーダンス マッチングの経験のおかげで、地球上の何百もの顧客にサービスを提供しているメーカーの 1 つです。