เครื่องคำนวณอิมพีแดนซ์ PCB

หมวดหมู่: เทคโนโลยี
- ตุลาคม 18, 2568
| |

คำนวณอิมพีแดนซ์ลักษณะของสายส่ง PCB สำหรับการออกแบบความเร็วสูง รองรับไมโครสตริป สตริปลาย คู่ต่าง และคลื่นคู่ขนาน

ประเภทสายส่ง

คุณสมบัติของวัสดุ PCB

FR-4: 4.0-4.7, โพลีอิมิด: 3.2-3.5
FR-4: 0.01-0.025, Rogers: 0.001-0.004
ความถี่ของสัญญาณมีผลต่อการสูญเสีย

ขนาดของเส้นทาง

1 oz ≈ 35 μm (0.035 mm)
ระยะห่างจากเส้นทางถึงพื้นดิน

ตัวเลือกขั้นสูง

Ω
ค่ามาตรฐาน: 50Ω แบบซิงเกิลเอนด์, 100Ω แบบต่าง

ทฤษฎีการควบคุมอิมพีแดนซ์ PCB

การควบคุมอิมพีแดนซ์ของเส้นทาง PCB เป็นสิ่งสำคัญสำหรับความสมบูรณ์ของสัญญาณในการออกแบบความเร็วสูง อิมพีแดนซ์ลักษณะของสายส่งขึ้นอยู่กับรูปทรงของเส้นทาง คุณสมบัติของ dielectrics และพื้นอ้างอิงรอบข้าง

ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่ออิมพีแดนซ์
  • ความกว้างของเส้นทาง (W): เส้นทางที่กว้างกว่าจะมีอิมพีแดนซ์ต่ำกว่า
  • ความสูงของ dielectrics (H): ระยะห่างที่มากขึ้นจากพื้นอ้างอิงจะเพิ่มอิมพีแดนซ์
  • ค่าคงที่ของ dielectrics (εr): ค่าคงที่ของ dielectrics ที่สูงขึ้นจะลดอิมพีแดนซ์
  • ความหนาของทองแดง (T): ทองแดงที่หนาขึ้นจะลดอิมพีแดนซ์เล็กน้อย
  • ระยะห่างของเส้นทาง (S): สำหรับคู่ต่าง ระยะห่างที่กว้างขึ้นจะเพิ่มอิมพีแดนซ์
ประเภทสายส่ง
  • ไมโครสตริป: เส้นทางบนชั้นนอกพร้อมพื้นอ้างอิงเดียว
  • สตริปลาย: เส้นทางบนชั้นในระหว่างพื้นอ้างอิงสองชั้น
  • คู่ต่าง: เส้นทางสองเส้นที่อยู่ใกล้กันส่งสัญญาณตรงข้าม
  • คลื่นคู่ขนาน: เส้นทางที่มีพื้นดินคู่ขนานอยู่ติดกัน
การควบคุมอิมพีแดนซ์ในการออกแบบ PCB
  • ค่ามาตรฐาน: 50Ω (ซิงเกิลเอนด์), 100Ω (ต่าง)
  • ความทนทานในการผลิต: โดยทั่วไป ±10% บนบอร์ดที่ควบคุมอิมพีแดนซ์
  • การสะท้อนของสัญญาณ: เกิดขึ้นเมื่ออิมพีแดนซ์เปลี่ยนแปลงตามเส้นทาง
  • ผลกระทบจากความถี่: การคำนวณอิมพีแดนซ์ถือว่าการแพร่กระจายแบบ TEM
  • ฟิลด์โซลเวอร์: สำหรับรูปทรงที่ซับซ้อน ฟิลด์โซลเวอร์ 2D/3D จะให้ผลลัพธ์ที่แม่นยำมากขึ้น

ข้อจำกัดความรับผิดชอบ: เครื่องคิดเลขนี้ใช้สูตรการประมาณค่ามาตรฐานในอุตสาหกรรม แม้ว่าสูตรเหล่านี้จะให้การประมาณค่าที่ดีสำหรับการออกแบบส่วนใหญ่ แต่ก็อาจไม่สามารถจับผลกระทบลำดับที่สองทั้งหมดได้ สำหรับการออกแบบความเร็วสูงที่สำคัญ ควรพิจารณาใช้ฟิลด์โซลเวอร์ 2D/3D หรือการตรวจสอบผ่านการทดสอบ ความแปรผันในการผลิตจะมีผลต่ออิมพีแดนซ์สุดท้าย