กำหนดความต้านทาน Z ที่บริจาคในอุปกรณ์ไฟฟ้าหมายถึงปริมาณของความขัดแย้งที่ต้องเผชิญกับกระแสตรงหรือกระแสสลับหากผ่านส่วนประกอบตัวนำระบบหรือวงจร เมื่อกระแสและแรงดันคงที่ กำหนดอิมพีแดนซ์เป็นโมฆะ ดังนั้น ค่าจะไม่เป็นโมฆะในกรณีของกระแสสลับ
กำหนดอิมพีแดนซ์คือผลรวมของรีแอกแตนซ์และความต้านทานของวงจรไฟฟ้าและวัดเป็นโอห์ม อิมพีแดนซ์เป็นลักษณะของสนามที่ต้องดูแลในระหว่างการออกแบบแผงวงจรพิมพ์ PCB ที่มีข้อกำหนดด้านอิมพีแดนซ์จะลบล้างการเปลี่ยนแปลงของแรงดันไฟฟ้าที่เกิดขึ้น ซึ่งนำไปสู่อุปกรณ์หรืออุปกรณ์ที่ทำงานตามที่คาดไว้
เหตุใดจึงต้องเข้าใจการกำหนดอิมพีแดนซ์บน PCBs
มันเป็นเรื่องของประสิทธิภาพ ทฤษฎีระบุว่าการถ่ายโอนสัญญาณสูงสุดเกิดขึ้นเมื่ออิมพีแดนซ์ทั้งหมดที่พบในเส้นทางสัญญาณตรงกัน อิมพีแดนซ์ควบคุมจำเป็นสำหรับแผงวงจรพิมพ์ที่ทำงานภายใต้ความถี่สูงขณะประมวลผลสัญญาณดิจิตอลความเร็วสูง การกำหนดการควบคุมอิมพีแดนซ์เป็นสิ่งจำเป็นสำหรับผู้ผลิต PCB และมีความสำคัญอย่างรวดเร็วในด้านต่างๆ เช่น แอปพลิเคชันดิจิทัลที่มีความเร็วสูง แอปพลิเคชัน RF และโทรคมนาคม โดยไม่เข้าใจเรื่องอิมพีแดนซ์บนแผงวงจรพิมพ์
เราจะไม่อยู่ในฐานะที่จะรู้ว่าการเปลี่ยนแปลงของอิมพีแดนซ์ อิมพีแดนซ์ไม่ตรงกัน หรือแม้แต่อิมพีแดนซ์ที่ไม่เหมาะสมทำให้เกิดสัญญาณผิดรูปเรขาคณิต กล่าวโดยย่อ อิมพีแดนซ์สามารถเทียบได้กับร็อกแอนด์โรลและการทำความเข้าใจมันค่อนข้างซับซ้อน แต่อีกครั้ง คุณไม่จำเป็นต้องเข้าใจทุกอย่างเกี่ยวกับ Define Impedance เพื่อ “รับ”
โดยสรุป แผงวงจรพิมพ์ที่มีความต้องการอิมพีแดนซ์เต็มจะทำให้การเปลี่ยนแปลงแรงดันไฟฟ้าทั้งหมดเป็นโมฆะ จะทำให้แกดเจ็ตหรืออุปกรณ์ทำงานได้ตามปกติ ที่ WellPCB เราสามารถแนะนำโปรแกรมซอฟต์แวร์ที่ออกแบบมาเพื่อตรวจจับกระแสปฏิกิริยาและความต้านทานได้อย่างมีประสิทธิภาพ โดยให้ข้อกำหนดทั้งหมดที่คุณต้องการ เราจะใช้ข้อมูลนี้เพื่อสร้าง PCB แบบกำหนดเองสำหรับคุณ
จะกำหนดอิมพีแดนซ์บน PCB ได้อย่างไร?
ตัวอย่างเช่น ในสายเคเบิลดาวเทียม/ทีวีของเรา เสาอากาศทำหน้าที่เป็นแหล่งสัญญาณ ทีวีตั้งค่าโหลด และสายโคแอกเซียลทำหน้าที่เป็นตัวนำ สายเคเบิลประกอบด้วยฉนวน ตัวนำ และขนาดของสิ่งเหล่านี้ พร้อมด้วยคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่วัดเพื่อควบคุมอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าของสายเคเบิล
สำหรับสัญญาณบน PCB เพื่อถ่ายโอนไปตามเส้นทางจากต้นทางของข้อความไปยังโหลดอย่างมีประสิทธิภาพ จำเป็นต้องมีการควบคุมอิมพีแดนซ์ หากไม่มีการควบคุมอิมพีแดนซ์ โอกาสที่สัญญาณดังกล่าวจะเคลื่อนที่จะมีประโยชน์หากไม่ยาก ด้วยการควบคุม Define Impedance คาดว่าบอร์ดของคุณจะทำงานตามที่คาดไว้โดยไม่มีข้อผิดพลาดหรือผิดหวัง
แต่การบรรลุเป้าหมายนั้นไม่ยากอย่างที่คิด เพื่อให้สัญญาณเคลื่อนที่จากแหล่งกำเนิดไปยังโหลดได้อย่างมีประสิทธิภาพ อิมพีแดนซ์จะต้องตรงกัน ดังนั้นอิมพีแดนซ์อินพุตของอิมพีแดนซ์เอาต์พุตของแทร็กอ้างอิงและอิมพีแดนซ์โหลดจะต้องตรงกัน ด้วยวิธีนี้สัญญาณจะย้ายจากแหล่งกำเนิดไปยังตำแหน่งที่ต้องการโดยไม่มีปัญหา
เพื่อให้แน่ใจว่าคุณได้รับการควบคุมอิมพีแดนซ์ ผู้ผลิตของคุณอาจทำงานกับพารามิเตอร์ที่ระบุซึ่งมาจากตัวแก้ไขภาคสนามก่อน หลังจากนั้น อาจต้องทำการทดสอบอิมพีแดนซ์ PCB และหากจำเป็น อาจทำการเปลี่ยนแปลงบางอย่างเพื่อสร้างหรือสร้าง PCB ที่จะทำงานได้ตามที่ต้องการ
กำหนดความต้านทาน-ตัวอย่างการกำหนดการควบคุมอิมพีแดนซ์
ตัวอย่างทั่วไปหรือค่อนข้างเหมาะสมของ Define Impedance ที่ควบคุมได้คือสายเคเบิลที่เชื่อมต่อเสาอากาศกับเครื่องรับโทรทัศน์ของผู้คน ลวดอาจเป็นสายโคแอกเชียลที่ประกอบด้วยตัวนำทรงกลมและด้านในที่แยกจากตัวนำทรงกระบอกด้านนอกที่เรียกว่าชีลด์
ขนาด ฉนวน ตัวนำ และลักษณะทางไฟฟ้าจะถูกควบคุมอย่างระมัดระวังเพื่อกำหนดรูปร่างและปฏิสัมพันธ์ของสนามไฟฟ้า วิธีนี้จะช่วยตัดสินอิมพีแดนซ์ไฟฟ้าของสายเคเบิลได้ยาวนาน
มีตัวอย่างที่เหมาะสม เพื่อให้ได้สัญญาณที่ดีที่สุด อิมพีแดนซ์ของเสาอากาศหรือเสาอากาศดาวเทียมต้องตรงกับอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิล ในทางกลับกัน สายเคเบิลจะต้องตรงกับของทีวีด้วย ตอนนี้โอนความคิดนี้ไปยัง PCBs และลองจินตนาการว่าสัญญาณที่ต้องการไม่ถึงปลายทางที่ตั้งใจไว้อันเป็นผลมาจากอิมพีแดนซ์ที่ไม่ตรงกัน
จากข้อมูลข้างต้น ไม่มีอะไรจะทำงานได้ตามต้องการหากเกิดเหตุการณ์ไม่ตรงกันหรือมีข้อสงสัย ดังนั้นการควบคุมอิมพีแดนซ์บน PCB จึงน่าจะเป็นความคิดที่ดี แต่อีกครั้งหนึ่งจะบรรลุสิ่งนี้ได้อย่างไรโดยไม่ยากเกินไป?
Define Impedance Control ทำงานบน PCB อย่างไร?
ก่อนตัดสินใจเลือกประเภทหรือประเภทของบริการควบคุมอิมพีแดนซ์ที่เหมาะกับความต้องการของคุณสำหรับบอร์ดของคุณ คุณจะต้องเข้าใจพื้นฐานการควบคุมอิมพีแดนซ์ การควบคุมอิมพีแดนซ์คืออะไร และมันทำงานอย่างไรกันแน่? ประการแรก มีระดับการบริการพื้นฐานสามระดับที่เกี่ยวข้องกับการควบคุมอิมพีแดนซ์ พวกเขารวมถึง:
• ไม่มีการควบคุมอิมพีแดนซ์ – ไม่จำเป็นต้องมีองค์ประกอบการออกแบบเพิ่มเติมเพื่อให้ได้อิมพีแดนซ์ที่ถูกต้อง เนื่องจากความทนทานต่ออิมพีแดนซ์หลวมมาก สถานการณ์นี้จะส่งผลให้ PCB ราคาไม่แพงและเสร็จเร็วขึ้น
• การดูอิมพีแดนซ์ – ที่นี่ ผู้ออกแบบร่างโครงร่างการควบคุมอิมพีแดนซ์โดยผู้ให้บริการจะปรับความสูงของไดอิเล็กตริกและความกว้างของรอยตามนั้นเท่านั้น เมื่อข้อกำหนดผู้ใช้ได้รับการอนุมัติจากผู้ผลิต การผลิต PCB สามารถเริ่มต้นได้
• การควบคุมอิมพีแดนซ์ – ผู้ผลิตทำให้บอร์ด PCB พยายามอย่างเต็มที่เพื่อให้ได้รับอิมพีแดนซ์ที่ต้องการ
กำหนดความต้านทาน-วิธีการวัดกำหนดอิมพีแดนซ์บน PCBs
ในบรรดากิจกรรมหรือแบบฝึกหัดที่ท้าทายอื่นๆ ที่มีอยู่ การวัดอิมพีแดนซ์บนแผงวงจรพิมพ์ถือเป็นงานที่ท้าทายที่สุดงานหนึ่ง ผู้ที่เคยลองใช้มาก่อนได้โต้แย้งว่าการวัดค่า Define Impedance ภายใน PCB นั้นไม่ง่ายอย่างที่คิด มีขั้นตอนและอุปกรณ์ที่ซับซ้อนมากมายที่จำเป็นที่นี่
ปัจจัยอื่นๆ เช่น การเชื่อมต่อ การช่วยสำหรับการเข้าถึง ความยาวของการติดตาม และการแยกสาขาออกจากแทร็ก อาจทำให้การอ่านที่แม่นยำเป็นเรื่องที่ท้าทาย Time Domain Reflectometer หรือที่เรียกว่า TDR เป็นวิธีการมาตรฐานในการวัดอิมพีแดนซ์ ตัวสะท้อนแสงนี้จะส่งสัญญาณบางส่วนไปตามเส้น แล้ววัดส่วนของข้อความที่สะท้อนออกมา หากอิมพีแดนซ์ไม่ตรงกันเกิดขึ้น
สำหรับการวัด ขอแนะนำให้ใช้หัววัดและสายเคเบิลคุณภาพสูง และหากจำเป็นต้องใช้อะแดปเตอร์ RF คุณจะต้องหันไปใช้อะแดปเตอร์คุณภาพการสอบเทียบ นอกจากนี้ จำเป็นต้องใช้เคอร์เซอร์ gated เพื่อให้ได้ค่าเฉลี่ยในช่วงนี้ สิ่งสำคัญที่ต้องเข้าใจคือการลดแบนด์วิดท์จะลดความละเอียดลงแม้ว่าจะให้หรือทำให้เกิดสัญญาณรบกวนที่ต่ำลง
กำหนดความต้านทาน-ปัจจัยที่อาจส่งผลต่อการกำหนดอิมพีแดนซ์บน PCBs
ปัจจัยที่สำคัญที่สุดที่ส่งผลต่อความสม่ำเสมอของอิมพีแดนซ์ของแผงวงจรพิมพ์คือความสม่ำเสมอของความหนาที่ตำแหน่งต่างๆ และความสม่ำเสมอของความกว้างของเส้น หากเส้นอยู่ห่างจากขอบกระดานน้อยกว่า 25 มม. ค่าอิมพีแดนซ์ของเส้นจะเล็กกว่าค่าที่อยู่ตรงกลางของบอร์ด 1-4 โอห์ม ค่าอิมพีแดนซ์จะไม่ได้รับผลกระทบอย่างรุนแรงจากตำแหน่งหากเส้นอยู่ห่างจากขอบกระดานมากกว่า 50 มม.
กล่าวโดยสรุป ปัจจัยบางอย่างที่ส่งผลต่อความทนทานต่ออิมพีแดนซ์ของ PCB คือด้านต่างๆ เช่น ความคลาดเคลื่อนของวัสดุและปริมาณเรซิน นั่นไม่ใช่ทั้งหมด. ส่วนอื่นๆ รวมถึงความกว้างและความสูงของรอยที่ด้านบนและด้านล่างของกระดาน หากคุณกำหนดรูปแบบให้กับ WellPCB เราจะรวมมันไว้ในแผงวงจรเดียว ผลิต PCB ของคุณด้วยตำแหน่งที่เหมาะสมและขนาดรูปแบบด้วยความคลาดเคลื่อนเฉพาะ สิ่งสำคัญคือต้องตรวจสอบให้แน่ใจว่าผู้ผลิตของคุณสามารถจัดหาตำแหน่ง ขนาด และความทนทานที่ถูกต้องแก่คุณได้ หากไม่เป็นเช่นนั้น โอกาสที่บอร์ดของคุณอาจไม่มีประโยชน์
ในบรรดาปัจจัยทั้งหมดที่ส่งผลต่ออิมพีแดนซ์ของ PCB มากที่สุด: ความหนาของอิเล็กทริกถือเป็นเปอร์เซ็นต์ที่สำคัญที่สุด (45%) ตามด้วยความกว้างของรอย (25%) ค่าคงที่ไดอิเล็กตริก (15%) ความหนาของทองแดง (10%) และสุดท้ายต้านทานการบัดกรี (5%)
บทสรุป
กำหนดอิมพีแดนซ์คือผลรวมของรีแอกแตนซ์และความต้านทานของวงจรไฟฟ้าที่แสดงเป็นโอห์มเพื่อสรุปทั้งหมด บนบอร์ด PCB สิ่งสำคัญเกี่ยวกับอิมพีแดนซ์ต้องได้รับการพิจารณาอย่างจริงจัง เนื่องจากจะส่งผลต่อการส่งสัญญาณบน PCB การวิเคราะห์อิมพีแดนซ์เป็นสิ่งจำเป็นเมื่อต้องส่งสัญญาณสวิตชิ่งแบบเร็วที่กระแสต่ำ เนื่องจากสัญญาณเหล่านี้ส่วนใหญ่ไวต่อการรบกวน แต่เพื่อหลีกเลี่ยงหรือลดแสงสะท้อนที่เกิดขึ้นตามแทร็กที่พิมพ์ จำเป็นต้องคำนึงถึงการควบคุมอิมพีแดนซ์เพื่อป้องกันการบิดเบือน WellPCB เป็นหนึ่งในผู้ผลิตที่ให้บริการลูกค้าหลายร้อยรายบนโลกใบนี้ ด้วยการสนับสนุนทางเทคนิคก่อนสั่งซื้อ ประสบการณ์อันยาวนานในการผลิตแผงควบคุมอิมพีแดนซ์ และประสบการณ์การจับคู่อิมพีแดนซ์ 100%
