¿Cómo puedo garantizar una impedancia de 50 ohmios en la traza de PCB?

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Tengo una pregunta. Imagine que necesito tener una impedancia de 50 ohmios en una traza de PCB. Para casos simples, solo se aplica la fórmula que se encuentra en Internet o se usa una de las calculadoras

Mientras buscaba esta información en línea, encontré un artículo donde un tipo creó una sonda de campo eléctrico de bajo costo y una sonda de campo magnético de bajo costo y luego procedió a realizar pruebas en diferentes configuraciones de microstrips en una placa de doble capa. Su objetivo era precisamente eso: medir el campo magnético y el campo eléctrico con una sonda de campo cercano, con un bajo costo configurado, para que las pequeñas empresas puedan realizar sus propias pruebas antes de gastar mucho dinero en certificar el producto final.

Las configuraciones fueron las siguientes:

  1. Forma de L: un lado, todo el suelo, no corroído. El otro lado acaba de tener un trazo de línea en la forma de una L.
  2. Forma H: un lado, todo el suelo, no corroído. El otro lado tenia trazas formando una H, y la mitad de la H tenía una línea que va a la borde del tablero (las otras huellas, paralelas a esta no lo hicieron ir al borde del tablero).
  3. Forma de radio: esta tenía un lado. Estaba conectada al borde. de la placa en un lado, hizo un bucle y el conector final fue justo al lado del punto de entrada.

Fue necesario para las medidas que la impedancia en esas líneas fuera de 50 ohmios. Honestamente no puedo ver cómo calculó la impedancia para esas formas extrañas, y no puedo encontrar ningún material en la web sobre cómo pudo asegurar 50ohms en esas líneas.

¿Puede alguien apuntarme en la dirección correcta?

EDIT:

¿Acaba de agregar resistencias de terminación en lugares específicos? Tal vez en la forma de H simplemente agregó 4 resistencias de 200 ohmios una de las "patas" de la H? ¿Esto garantiza 50 ohmios? Entonces, ¿cómo se lo hizo al radio?

EDIT2:

Artículo original: Análisis de la emisión electromagnética de PCB utilizando una sonda de campo cercano

    
pregunta morcillo

2 respuestas

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Cuando hablamos de la "impedancia" de una traza de PCB, estamos hablando de la impedancia característica de una línea de transmisión uniforme.

LaimpedanciacaracterísticadependeprincipalmentedeH,Wy\$\epsilon_r\$enlafiguradearriba.Paraobtenerunaimpedanciacaracterísticade50ohmios,solotienequedefinirelanchodesutrazoenlaproporciónadecuadaalaHdesudieléctrico(conalgunospequeñosajustesparaTmetidoytérminosdepérdidadedieléctricoyconductor).Comohandichootrasrespuestas,haynumerosascalculadorasenlíneayherramientasdealtopreciodisponiblesparaayudarteahacerlo.

Laimpedanciacaracterísticanodependedeningunacaracterísticaquecambiealolargodeladirección"L". Por ejemplo, los diferentes patrones en su ejemplo ("H", "L", etc.) no cambian la impedancia característica de las trazas que forman los patrones. Sin embargo, las curvas, las curvas o las ramas en las líneas crean discontinuidades y regiones donde la impedancia característica no modela con precisión el comportamiento de la línea de transmisión, como han discutido otras respuestas.

Ahora, sobre ese papel

Para el registro, el documento al que hizo referencia es

P. Sujintanarat, et al. , "Análisis de la Emisión Electromagnética de PCB utilizando una Sonda de Campo Cercano", Simposio Internacional sobre Tecnologías de la Información y las Comunicaciones (ISCIT), 2006.

Parece que solo están usando los diferentes patrones de trazados de microstrip para producir campos que pueden medir utilizando la sonda que desarrollaron y sobre la que están informando. No es obvio que tuvieran utilizar una microstrip de 50 ohmios, pero puede haber sido conveniente hacerlo porque eso minimizaría la reflexión en la parte posterior donde su línea coaxial alimenta el parche de prueba y maximiza las señales observadas en las muestras.

Habrían visto resultados muy similares si hubieran usado trazas de 40 ohmios, trazas de 60 ohmios, o incluso rastros de 100 ohmios. Sin embargo, tuvieron que elegir una impedancia característica uniforme, y 50 Ohms es conveniente, y es menos probable que confundan la tienda de PCB que construyó sus parches de prueba.

Por cierto, me decepcionó un poco el documento, porque comenzaron diciendo que su objetivo es tener un método de prueba de bajo costo que ayude a predecir los resultados de las pruebas de emisiones radiadas para EMC. Sin embargo, solo comparan sus medidas con simulaciones; no parece que alguna vez hayan comparado los resultados de sus sondas con las mediciones reales de EMC, por lo que no hay ninguna demostración de que hayan logrado lo que se propusieron hacer.

  

¿Acaba de agregar resistencias de terminación en lugares específicos?

No parece que terminaron los rastros en sus parches de prueba, pero no fue necesario para sus propósitos.

La señal viene de la alimentación coaxial. Refleja las diversas características y los extremos sin terminar de las líneas de transmisión. Y crea un campo si terminan las trazas o no.

Como solo les interesa saber si pueden medir ese campo, no es importante para sus resultados terminar correctamente las líneas de transmisión.

    
respondido por el The Photon
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El uso de fórmulas para calcular la impedancia de tira / mictrostrip solía ser lo suficientemente bueno, pero con la tecnología moderna de PCB, esto NO funciona bien. En una placa multicapa de alta velocidad típica, puede tener un ancho de traza de 100um y un grosor dieléctrico de 100um. Esto lo coloca fuera del rango donde las aproximaciones en cualquiera de las fórmulas que he visto funcionan bien.

La herramienta de elección es un llamado solucionador de campos. Los encontrará incrustados en herramientas como Hyperlynx, SigXplorer, ADS, etc. Herramientas costosas. La única herramienta gratuita que he encontrado se llama TNT y está desarrollada por una universidad estadounidense.

Si desea ver estructuras más complejas (¿no está seguro de por qué?), debería buscar una herramienta 3D como Ansoft HFFS o similar.

En cuanto a la medición (si eso es lo que está buscando), la herramienta elegida se llama TDR. También una herramienta bastante costosa. Los TDR están disponibles en compañías como Agilent, Tektronix, LeCroy, etc. (Busque "medición de rastreo de prueba de impedancia" en YouTube para ver cómo funciona).

    
respondido por el Rolf Ostergaard

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