Analysieren Sie die Rolle der Impedanzanpassung im PCB-Design

I.IMpedance-Matching. in. PCB-Design

Das Design der PCB-Impedanzanpassung bezieht sich auf ein geeignetes anpassendes Verfahren zwischen der Signalquelle oder der Übertragungsleitung und der Last.

Gemäß der Zugriffsmethode gibt es zwei Möglichkeiten, die PCB-Impedanzanpassung zu entwerfen: Seriell und Parallel.

Gemäß der Frequenz der Signalquelle kann das Design der PCB-Impedanzanpassung in 2 Typen unterteilt werden: Niederfrequenz und hohe Frequenz.

In der PCB-Design verwenden Hochfrequenzsignale im Allgemeinen serielle Impedanzanpassung

Der Widerstandsbereich des Reihenwiderstands beträgt 20 ~ 75Ωund der Widerstandswert ist proportional zur Signalfrequenz und umgekehrt proportional zur PCB-Spurenbreite. In dem eingebetteten SystemSerienabgleichwiderstände sind im Allgemeinen für Signale mit Frequenzen mit mehr als 20 m- und PCB-Spurenlängen von mehr als 5 cm erforderlich, z. B. Taktsignale, Daten- und Adressbussignale im System. Es gibt zwei Funktionen der Serie Matching Resistance:

1. Reduzieren Sie Hochfrequenzgeräusche und Kantenüberschreitung. Wenn der Rand eines Signals sehr steil ist, enthält es viele Hochfrequenzkomponenten, die Interferenzen ausstrahlen und leicht überschwingen. Der Reihenwiderstand und die verteilte Kapazität der Signalleitung und der Lasteingangskapazität bilden eine RC-Schaltung, die die Steilheit der Signalkante verringert.

2. Reduzieren Sie hochfrequente Reflexionen und Selbstoszillation. Wenn die Frequenz des Signals hoch ist, ist die Wellenlänge des Signals sehr kurz. Wenn die Wellenlänge so kurz wie die Länge der Übertragungsleitung ist, ändert das reflektierte Signal, das dem Originalsignal überlagert ist, die Form des ursprünglichen Signals. Wenn die charakteristische Impedanz der Übertragungsleitung nicht gleich der Lastimpedanz (Fehlanpassung) ist, tritt bei dem Lastende die Reflexion auf, wodurch die Selbstoszillation verursacht wird. Das niederfrequente Signal der Verdrahtung in der PCB-Platine kann direkt miteinander verbunden sein, und es ist im Allgemeinen nicht notwendig, ein Reihenabstufungswiderstand hinzuzufügen.

Parallele Impedanzanpassung wird auch als "Terminalimpedanzanpassung"bezeichnet

Im Allgemeinen wird an der Eingabe- / Ausgabe-Schnittstelle hauptsächlich auf die Impedanzanpassung mit dem PCB-Design des Übertragungskabels bezogen. Zum Beispiel verwenden LVDs und RS422 / 485 das Twisted-Pair-Kategorie 5, wobei der Eingangend-Anpassungswiderstand 100 bis 120 Ω ist. Der passende Widerstand des Videosignals mit dem Koaxialkabel beträgt 75 Ω oder 50 Ω, und das Flachkabel beträgt 300 Ω. Der Widerstandswert des parallelen Anpassungswiderstands hängt mit dem Medium des Getriebekabels zusammen und hat nichts mit der Länge zu tun. Die Hauptfunktion besteht darin, die Signalreflexion zu verhindern und selbstarme Schwingung zu reduzieren.

Es ist erwähnenswert, dass die Impedanzanpassung des PCB-Designs die EMI-Leistung des Systems verbessern kann. Um die Impedanzanpassung des PCB-Designs zu lösen, können Transformatoren zusätzlich zur Verwendung von Serien- / Parallelwiderständen auch zur Impedanzumwandlung verwendet werden. Typische Beispiele sind Ethernet-Schnittstellen und können Busse usw.

II,. Null-Ohm-Widerstand

1. Der einfachste ist, als Jumper zu verwenden. Wenn kein bestimmter Abschnitt der Schaltung verwendet wird, löten Sie den Widerstand nicht direkt, was das Erscheinungsbild nicht beeinträchtigt.

2. Wenn die Übereinstimmungskreislaufparameter unsicher sind, ersetzen Sie es durch Null-Ohm. Bestimmen Sie im eigentlichen Debugging die Parameter zuerst und ersetzen Sie sie dann mit bestimmten numerischen Komponenten.

3. Wenn Sie den Strom einer bestimmten Schaltung arbeiten möchten, können Sie das Null-Ohm R entfernenESISTENCE und verbinden Sie einen Amperemeter. Dies ist günstig zum Messen des Stroms.

4. Wenn Sie im PCB-Design und -layoption auf Probleme auftreten, die nicht angelegt werden können, können Sie auch eine Null-Ohm-Beständigkeit hinzufügen, um einen Jumper zu erstellen.

In dem Hochfrequenzsignal-Netzwerk wirkt der Null-Ohm-Widerstand als Induktor oder ein Kondensator. Dies spielt eine Rolle bei der Impedanzanpassung des PCB-Designs, da der Widerstand der Null-Ohm-Resistenz auch Impedanz aufweist.

Wenn es als Induktor wirkt, löst er hauptsächlich das EMV-Problem.

6. Single-Point-Erdung, wie das Single-Point-Andocken analoger Masse und digitaler Masse.

7. Es kann zur Kreislaufkonfiguration verwendet werden, die Jumper-Draht- und DIP-Switches ersetzen kann. Manchmal ändern Benutzer die Einstellungen zufällig, was einfach ist, Missverständnisse zu verursachen. Um die Wartungskosten zu senken, sollten anstelle von Jumper-Drähten Null-Ohm-Widerstände verwendet werden, um auf der Tafel gelötet zu werden.

8. Es kann für das System-Debugging verwendet werden. Teilen Sie das System beispielsweise in mehrere Module und trennen Sie die Leistung und den Boden zwischen den Modulen mit einem Null-Ohm-Widerstand. Wenn die Kraft oder der Boden während der Debugging-Phase kurzgeschlossen ist, kann das Entfernen des Null-Ohm-Widerstands den Suchbereich einschränken.

Die obigen Funktionen können auch durch "Magnetperlen" ersetzt werden. Obwohl Null-Ohm-Beständigkeit und magnetische Perlen in der Funktion ähnlich sind, gibt es wesentliche Unterschiede. Der erstere hat Impedanzeigenschaften, und letztere hat induktive Reaktierungseigenschaften. Magnetperlen werden im Allgemeinen in Strom- und Massenetzwerken zum Filtern eingesetzt.

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