Longitud de rastreo de PCB vs Impedancia

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Hay muchas herramientas de cálculo de impedancia de trance de PCB disponibles en Internet, por ejemplo: enlace

La impedancia del trazo se puede calcular ingresando los parámetros "Grosor del trazo", "Altura del sustrato", "Ancho del trazo" y "Dieléctrico del sustrato", pero no la longitud del trazo.

Mis preguntas:

  1. ¿El cálculo anterior calcula la "impedancia característica", no la resistencia de traza real?
  2. ¿Debo preocuparme por la resistencia al rastreo durante el diseño de PCB? Por ejemplo, ¿existe algún problema de rendimiento para enviar un reloj de 100 MHz a través de un rastreo de hasta 10 cm, en comparación con solo 1 cm? Si es así, ¿hay alguna herramienta de cálculo para la resistencia de rastreo?

Muchas gracias.

    
pregunta Hari

2 respuestas

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La impedancia del rastreo y la resistencia del rastreo son cosas diferentes, importantes en diferentes situaciones.

Para el trabajo de RF y para digital de alta velocidad, la impedancia característica de la traza es importante, ya que debe ser activada y terminada de manera que minimice los reflejos. Esta impedancia característica es independiente de la longitud y del material de traza, depende del grosor del sustrato y del ancho de traza, y generalmente está en el rango de 50 a 100 ohmios. Esta es la relación de voltaje a corriente a medida que una onda se propaga por la línea.

Cuando está distribuyendo potencia, CC y baja frecuencia, la resistencia de la traza se vuelve importante. Esto es proporcional a la longitud, al rastro del material, al grosor y al ancho, pero no al grosor del sustrato. Suele estar en el rango de los mili-ohmios. Esta es la relación entre el voltaje que cae a lo largo de la línea y la corriente que fluye a través de él.

    
respondido por el Neil_UK
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Lo que dijo Neil es verdad, dicho esto, sí se obtienen pérdidas de RF en los materiales de PCB, pero provienen de diferentes mecanismos y varían en importancia con la frecuencia de operación. Para una señal de 100MHz que corre unos pocos centímetros, la pérdida más probable es en realidad en el material dieléctrico (el material epoxi de fibra de vidrio del molino que se usa a menudo actúa como un capacitor con cierta pérdida).

Si es importante depende de la naturaleza de la señal y de cuáles sean sus márgenes operativos. Si se trata de una onda sinusoidal de 100MHz, solo tiene que lidiar con los efectos a 100MHz, pero si está trabajando con una señal digital con rápidos tiempos de subida y bajada (por ejemplo, para evitar estados metaestables, etc.), entonces debe mirar para ver cómo Los materiales del tablero se comportan a frecuencias mucho más altas.

En su ejemplo, es probable que lo siguiente no sea aplicable, pero por si acaso; con efectos de resistencia de traza a altas frecuencias, se observa el efecto de piel y la rugosidad de la superficie, pero en realidad solo comienzan a funcionar a frecuencias de GHz y solo con ciertos diseños, como los LNA de ondas milimétricas. La rugosidad de la superficie depende del sustrato y en esas frecuencias, usted comienza a meterse en cosas bastante exóticas, como la alúmina, el cuarzo para reducir las pérdidas dieléctricas y reducir la longitud de las trazas, hasta tener sistemas de RF completos en un sustrato de silicio.

    
respondido por el isdi

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