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PCB 임피던스 제어가 왜 그렇게 중요한가요?

2024-07-08

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아마도 다양한 제조사의 PCB 보드를 제작하다 보면 임피던스가 필요한지 묻는 주문 요청을 받게 되실 것입니다.

디자인이 일반적으로 점점 더 빨라지고 있는 오늘날의 애플리케이션에서는 레이아웃 매개변수를 제어하는 ​​것이 그 어느 때보다 중요합니다.

PCB 설계 및 생산 중에 임피던스를 제어하는 ​​방법에는 여러 가지가 있습니다. 가장 일반적인 방법은 회로도 내의 정보에 기호 및 특수 설명을 추가하고, PCB 레이아웃 시 이러한 설명과 설계 규칙을 통합한 다음, PCB 공급업체가 이를 이해하고 적절하게 제작할 수 있도록 도면을 전달하는 것입니다.

임피던스 제어에 대한 간략한 배경

왜 필요한가요? 간단히 말해서, 주어진 에너지와 속도를 가진 신호는 부품의 출력 핀을 떠나 PCB 트레이스를 통해 이동하고 다른 부품의 입력 핀에 도달하게 됩니다.

신호 에너지가 수신 측에서 완전히 흡수되지 않으면 남은 에너지 중 일부가 트레이스 및 출력 핀으로 다시 반사될 수 있습니다. 이러한 반사는 실제 신호에 간섭을 일으키고 전반적인 신호 무결성을 저하시킬 수 있습니다.

매우 짧은 트레이스의 경우 제어된 임피던스에 대해 걱정할 필요가 없지만 일반적으로 신호 파장의 1/10보다 긴 트레이스는 일종의 제어된 임피던스를 포함해야 합니다.

또 다른 일반적인 경험 법칙은 신호 상승 시간의 1/3보다 긴 트레이스에 제어된 임피던스를 추가하는 것입니다. 고속 USB, 이더넷, DDR 메모리 및 기타 저전압 차동 통신 시스템은 임피던스 제어가 필요한 데이터 속도의 예입니다.

트레이스에는 높이, 너비, 길이, 자체와 다른 구리 기능 사이의 거리(제어된 임피던스를 포함하는 신호 레이어 아래 또는 상단의 구리 레이어 포함), 유전 상수, PCB 제조 허용 오차/제한 사항 등 고려해야 할 여러 특성이 있습니다. 제어된 임피던스를 계산하고 설계할 때 이 모든 사항을 고려해야 합니다. 대부분의 업계 표준 CAD 소프트웨어에는 이러한 사항을 계산할 수 있는(예상되는 신호 무결성 및 잠재적인 문제에 대한 시뮬레이션도 표시할 수 있는) 임피던스 제어 및 차동 쌍 기능 세트가 있지만, 이들이 함께 작동하는 방식을 이해하면 필요할 때 더 잘 이해하는 데 도움이 됩니다. 아니면.

다음은 간단한 70옴 임피던스 구동 트레이스 폭을 포함하는 4층 회로 기판에 대한 Altium Designer(Altium TechDocs에서 가져옴)의 스크린샷입니다.

오늘날 임피던스 제어는 일반적으로 회로 기판 공장에서 모델링 소프트웨어를 사용하고 생산 중에 베어 기판의 임피던스를 테스트하여 수행되지만, PCB 설계자는 이러한 사양을 도면에 표시하는 방법을 아는 것도 중요합니다.

이는 일반적으로 보드의 트레이스(또는 트레이스 그룹)를 가리키는 PCB 도면에 "너비 7mil 및 공간 8mil의 레이어 1 및 8에는 90Ω의 차동 임피던스가 필요합니다"라는 메모와 화살표를 배치하여 수행할 수 있습니다. 스택업 범례와 구리 두께 및 유전체에 대한 요구 사항.임피던스 요구 사항이 있는 경우 Jiepei 공식 웹사이트에 로그인하여 문의하세요!