Définir l'impédance :comment comprendre son importance sur le circuit imprimé ?

Définir l'impédance, don Z, dans les appareils électriques, fait référence à la quantité d'opposition rencontrée par le courant continu ou alternatif s'il traverse un composant, un système ou un circuit conducteur. Lorsque le courant et la tension sont constants, l'impédance définie est nulle, et donc la valeur n'est jamais nulle en cas de courant alternatif.

Définir l'impédance est la somme de la réactance et de la résistance d'un circuit électrique et mesurée en Ohms. L'impédance est une caractéristique de parcours qui doit être prise en compte lors de la conception d'une carte de circuit imprimé. Les PCB avec des exigences d'impédance annulent les changements de tension, conduisant à un gadget ou un appareil qui fonctionne comme prévu.

Pourquoi est-il essentiel de comprendre la définition de l'impédance sur les PCB ?

Tout est question d'efficacité. La théorie indique que le transfert de signal maximal a lieu lorsque toutes les impédances trouvées sur le trajet du signal correspondent. L'impédance de commande est nécessaire pour les cartes de circuits imprimés qui fonctionnent sous des fréquences élevées lors du traitement de signaux numériques à grande vitesse. Définir le contrôle d'impédance est essentiel pour les fabricants de PCB et devient rapidement critique dans les applications numériques à haute vitesse, les applications RF et les télécommunications. Sans comprendre les questions liées à l'impédance sur les circuits imprimés.

Nous ne serions pas en mesure de savoir comment des changements d'impédance, une inadéquation de l'impédance ou même une impédance incorrecte ont provoqué une mauvaise géométrie qui déforme les signaux. Bref, l'impédance peut être assimilée au rock'n'roll, et la comprendre est un peu compliqué. Mais encore une fois, vous n'avez pas besoin de tout comprendre sur Define Impedance pour "l'obtenir".

En résumé, une carte de circuit imprimé avec des exigences d'impédance complètes invalidera tous les changements de tension. Cela conduira à ce que les gadgets ou les appareils fonctionnent comme prévu. Chez WellPCB, nous pouvons facilement recommander des logiciels conçus pour détecter efficacement le flux de réactance et la résistance, vous fournissant toutes les spécifications dont vous avez besoin. Nous utiliserons ces données pour créer un PCB personnalisé pour vous.

Comment la définition de l'impédance sur les PCB peut-elle être contrôlée ?

Par exemple, dans notre câble satellite/TV, l'antenne sert de source, le téléviseur de charge et le câble coaxial de conducteur. Le câble se compose d'isolants, de conducteurs et de leurs dimensions, ainsi que de leurs caractéristiques électriques mesurées pour contrôler l'impédance électrique du câble.

Pour que les signaux sur le PCB soient efficacement transférés le long du chemin de la source du message à une charge, un contrôle d'impédance est nécessaire. Sans contrôle de l'impédance, les chances que de tels signaux deviennent utiles seront difficiles, voire difficiles. Avec l'impédance définie contrôlée, attendez-vous à ce que votre carte fonctionne comme prévu, sans défaillance ni déception.

Mais y parvenir n'est pas aussi difficile que cela puisse paraître. Pour que le signal se déplace efficacement de la source à la charge, les impédances doivent correspondre. Par conséquent, l'impédance d'entrée de l'impédance de sortie de la piste de référence et l'impédance de charge doivent correspondre. De cette façon, le signal se déplacera sans difficulté de la source à l'endroit souhaité.

Pour vous assurer d'obtenir un contrôle d'impédance, votre fabricant travaillera probablement d'abord avec les paramètres indiqués provenant du solveur de champ. Après cela, des tests sur l'impédance du PCB peuvent être nécessaires et, si nécessaire, des modifications peuvent être apportées pour produire ou proposer un PCB qui fonctionnera comme vous le souhaitez.

Exemples de définition du contrôle d'impédance

Certains des exemples les plus courants ou les plus appropriés d'impédance définie contrôlée sont les câbles reliant l'antenne aux téléviseurs des gens. Le fil peut être un câble coaxial constitué d'un conducteur rond et intérieur le séparant d'un blindage cylindrique extérieur.

Les dimensions, l'isolant, les conducteurs et les caractéristiques électriques sont soigneusement contrôlés pour déterminer la forme et l'interaction de leurs champs électriques. Cela contribuera grandement à déterminer l'impédance électrique du câble.

Un bon exemple est en place. Pour obtenir le meilleur signal, l'impédance de l'antenne ou de l'antenne satellite doit correspondre à l'impédance du câble. D'autre part, le câble doit également correspondre à celui du téléviseur. Transférez maintenant cette réflexion aux PCB et imaginez si les signaux souhaités n'atteignent pas la destination prévue en raison d'une inadéquation de l'impédance.

Sur la base de ce qui précède, rien ne fonctionnera comme souhaité si une incompatibilité se produit ou est suspectée. Par conséquent, contrôler l'impédance sur les PCB semble alors être une bonne idée à entreprendre. Mais encore une fois, comment y parvenir sans trop de difficultés ?

Comment fonctionne Define Impedance Control sur les PCB ?

Avant de décider du type ou du type de service de contrôle d'impédance qui répondra à vos besoins pour vos cartes, vous devrez comprendre les bases du contrôle d'impédance. Qu'est-ce que le contrôle d'impédance et comment fonctionne-t-il exactement ? Premièrement, il existe trois niveaux de service de base concernés par le contrôle d'impédance. Ils incluent :

•  Pas de contrôle d'impédance – Aucun élément de conception supplémentaire n'est requis pour obtenir l'impédance correcte car la tolérance d'impédance est très lâche. Cette situation se traduira par un PCB moins cher et plus rapide.

•  Surveillance de l'impédance –Ici, un concepteur décrit la trace de contrôle d'impédance avec le fournisseur, en ajustant uniquement la hauteur diélectrique et la largeur de la trace en conséquence. Une fois que les spécifications de l'utilisateur sont approuvées par le fabricant, la fabrication du PCB peut commencer.

•  Contrôle d'impédance – Le fabricant fait en sorte que la carte PCB fasse de son mieux pour atteindre l'impédance requise.

Comment mesurer sur les PCB

Parmi les autres activités ou exercices stimulants qui existent, la mesure de l'impédance sur les cartes de circuits imprimés est sans doute l'une des tâches les plus difficiles. Ceux qui l'ont déjà essayé ont fait valoir que la mesure des valeurs de définition d'impédance dans un PCB n'est pas toujours aussi simple qu'il y paraît. Il y a beaucoup d'étapes compliquées et d'équipements nécessaires ici.

D'autres facteurs tels que les connexions, l'accessibilité, la longueur des traces et les bifurcations peuvent rendre difficile l'obtention d'une lecture précise. Un réflectomètre dans le domaine temporel, également connu sous le nom de TDR, est une méthode standard de mesure de l'impédance. Ce réflectomètre envoie un signal le long d'une ligne, puis mesure la partie du message réfléchie si une inadéquation d'impédance se produit.

Pour la mesure, il est conseillé d'utiliser des sondes et des câbles de haute qualité, et si des adaptateurs RF sont nécessaires, vous devez recourir à des adaptateurs de qualité d'étalonnage. De plus, il est essentiel d'utiliser des curseurs contrôlés pour obtenir la valeur moyenne dans cette plage. Il est important de comprendre que la réduction de la bande passante dégrade la résolution bien qu'elle fournisse ou entraîne un bruit plus faible.

Facteurs pouvant affecter la définition de l'impédance sur les PCB

Le facteur le plus crucial affectant la cohérence d'impédance d'une carte de circuit imprimé est l'uniformité de l'épaisseur à différents endroits et de la largeur de ligne. Si la ligne est à moins de 25 mm du bord de la carte, la valeur d'impédance de la ligne sera inférieure de 1 à 4 ohms à celle du milieu. La valeur d'impédance de la position n'est pas gravement affectée si la ligne est à plus de 50 mm du bord de la carte.

En bref, certains des facteurs qui affectent la tolérance à l'impédance des PCB sont des aspects tels que la tolérance des matériaux et la teneur en résine. Ce n'est pas tout. D'autres incluent la largeur et la hauteur de la trace situées en haut et en bas du tableau. Si vous donnez à WellPCB votre ensemble de modèles, nous les combinerons en un seul circuit imprimé. Fabriquez votre PCB avec les bonnes positions et les bonnes tailles de motif avec des tolérances spécifiques. Il est essentiel de s'assurer que votre fabricant peut vous fournir l'emplacement, la taille et l'endurance corrects. Si cela ne se produit pas, il y a de fortes chances que votre carte finisse par être inutile.

Parmi tous les facteurs qui affectent le plus l'impédance des PCB, l'épaisseur diélectrique détient le pourcentage le plus important (45%). Suivi par la largeur de la trace (25 %). Constante diélectrique (15 %). Épaisseur de cuivre (10 %). Et enfin, la soudure résiste (5%).

Conclusion

Définir l'impédance est la somme de la réactance et de la résistance d'un circuit électrique exprimée en Ohms pour résumer le tout. Sur les cartes PCB, les questions liées à l'impédance doivent être prises au sérieux car cela affectera la transmission du signal sur le PCB. Une analyse d'impédance est nécessaire lorsque des signaux à commutation rapide à faibles courants doivent être transmis car ils sont principalement sensibles aux interférences. Mais pour éviter ou minimiser les réflexions se produisant le long des pistes imprimées, les questions liées au contrôle de l'impédance doivent être prises en compte pour éviter certaines distorsions. WellPCB est l'un de ces fabricants au service de centaines de clients sur la planète grâce à son support technique avant la commande, sa riche expérience dans la fabrication de cartes à impédance contrôlée et son expérience d'adaptation d'impédance à 100 %.