Linea di trasmissione PCB: tutto ciò che devi sapere nel 2022

Introduzione

In termini di alta frequenza e applicazioni ad alta velocità, come microonde schede, tende a richiedere una connessione ininterrotta; quindi, ha luogo la linea di trasmissione PCB.

Tra i motivi per cui sono necessarie linee di trasmissione PCB di qualità a tale scopo c'è perché le tracce diventano proporzionali alla loro lunghezza d'onda; quindi, richiede un collegamento efficiente.

Al posto di questo, ci sono varie linee di trasmissione tra cui molti progettisti e ingegneri possono scegliere. Uno di quelli famosi è la linea a strisce e le linee a microstrisce. Tuttavia, ci sono ancora altre opzioni oltre a queste, a seconda delle specifiche dell'operazione.

Di conseguenza, in qualità di esperti in questo campo, vorremmo fornire uno sguardo approfondito a una linea di trasmissione PCB. Insieme ad esso ci sono l'enumerazione di vari tipi di linee di trasmissione, il loro significato, le caratteristiche, i materiali e i suggerimenti per ottenere un'interconnessione impeccabile.

Introduzione alle linee di trasmissione PCB

Cos'è una linea di trasmissione PCB?

Per dirla semplicemente, una linea di trasmissione PCB è una modalità di interconnessione che mira a trasportare i segnali da un trasmettitore al modulo ricevitore. In termini di composizione, ha due direttori; uno è per la traccia del segnale e l'altro è per il percorso di ritorno denominato piano terra. Tra questi conduttori c'è un componente dielettrico solitamente costituito da fibra di vetro, prepreg, poliimmide, e Coverlay.

Una cosa da ricordare è che il suo comportamento differisce dalle normali linee di trasmissione elettrica. Inoltre, tutto il sistema di input e output viaggia attraverso questa linea. Pertanto, vorremmo fornire una spiegazione più dettagliata del suo processo.

• Per quanto riguarda un'interfaccia input-output con una classificazione single-ended, la trasmissione dei dati su tutta la scheda richiede un livello di origine e un segnale di traccia.
• Per quanto riguarda un'interfaccia input-output considerata differenziale, una linea di trasmissione può essere stabilita unendo due impronte e uno strato sorgente.

Nel complesso, non bisogna trascurare la qualità e le prestazioni di una linea di trasmissione perché, se trascurata, possono verificarsi diversi problemi, tra cui diafonia, rumore elettromagnetico e altri problemi che potrebbero potenzialmente danneggiare le prestazioni del segnale e presentare guasti.

Cos'è una linea di trasmissione PCB?

Diversi tipi di linee di trasmissione

Di seguito sono riportate le tre (3) classificazioni delle linee di trasmissione PCB:

Spiegazione dettagliata delle diverse linee di trasmissione PCB

Microstriscia

Uno dei tipi popolari di linee di trasmissione PCB è la microstriscia. Si tratta essenzialmente di un'unica traccia coerente sulla superficie più esterna della tavola. Ora, per quanto riguarda i suoi dielettrici, ne integra uno nel piano per separare i conduttori attraverso una lunghezza e dimensione predeterminate. Inoltre, il suo percorso di ritorno e la traccia del segnale seguono un collegamento parallelo.

Microstriscia

stripline

Un altro tipo riconosciuto di linea di trasmissione PCB è la Stripline. Ha un intercalare simultaneo lungo entrambe le superfici e un percorso del segnale integrato in tutta la scheda. Poiché ci sono due piani di superficie esterna, anche due percorsi di ritorno seguono incroci paralleli.

stripline

Complanare

In definitiva, la linea di trasmissione PCB Coplanar contiene strati di riferimento sulle superfici esterne del segnale di traccia. Pertanto, la sua struttura a guida d'onda contiene uno strato dielettrico e altri tre (3) conduttori.

Generalmente sia la stripline che la microstriscia possono essere classificate come complanari ma con una caratteristica specifica. Ciò include una guida d'onda complanare e una guida d'onda con il riferimento. A parte questo, c'è un cavo chiamato Coassiale al di fuori delle vicinanze di circuiti stampati; tuttavia, rientra ancora nella categoria complanare. Può essere adatto per operazioni che funzionano ad alta frequenza, compresi i sistemi audio.

Complanare

Significato delle linee di trasmissione nei circuiti stampati

In sostanza, le linee di trasmissione PCB sono essenziali in ogni scheda poiché prevengono vari problemi, tra cui perdita di segnale, problemi di collegamento seriale e problemi di costo. Di conseguenza, sono molto utili nelle applicazioni ad alta frequenza poiché sono inclini a segnalare interruzioni e guasti dielettrici. Pertanto, la sua linea di trasmissione dovrebbe essere attentamente considerata e progettata per prevenire possibili problemi. Tuttavia, grazie alle sofisticate tecnologie attuali, non è più una minaccia nel settore poiché la sua fabbricazione, prototipazione e capacità di frequenza sono state notevolmente migliorate nel tempo. In qualità di esperti del settore, abbiamo raccolto linee guida per interconnettere i cavi nella scheda in modo impeccabile. Di seguito sono riportate alcune delle note da considerare:

• Innanzitutto, è essenziale utilizzare solo la qualità premium dei dielettrici poiché può migliorare significativamente le prestazioni del cavo. Inoltre, può essere utile impiegare un produttore che utilizza tecniche avanzate nella fabbricazione di una linea di trasmissione. Oltre ad avere prestazioni di qualità, consente ai tecnici di correggerle e mantenerle rapidamente.
• In secondo luogo, dovrebbe essere rigorosamente progettato per evitare che si verifichino scappatoie. In questo modo, la sua funzionalità non ne risentirebbe.
• In terzo luogo, anche la sua conduttanza, capacità, ecc., dovrebbero essere attentamente considerate poiché detteranno le prestazioni e il comportamento della linea di trasmissione.
• In quarto luogo, se l'applicazione richiede collegamenti trifase, è necessario utilizzare anche tre conduttori. In tali casi, si potrebbero utilizzare i cavi coassiali standard.
• In quinto luogo, è noto che una linea di trasmissione interconnette più o uguale a due porte poiché è composta da un alimentatore e un ricevitore. Di conseguenza, una linea di trasmissione dovrebbe avere almeno due conduttori per funzionare in modo efficiente.

Caratteristiche di una linea di trasmissione PCB

Essenzialmente, una linea di trasmissione PCB comprende due caratteristiche fondamentali: il ritardo di propagazione per unità di lunghezza e il controllo dell'impedenza. Ci sono innumerevoli ragioni per le occorrenze di diafonia, rumore elettromagnetico e riflessione del segnale; tuttavia, può essere prevenuto attraverso i seguenti modi.

• Per prima cosa, su tutta la linea elettrica, modula la resistenza.
• In secondo luogo, correggendo la quantità di impedenza, il suo funzionamento e la sua linea dovrebbero essere cessati.

Di conseguenza, queste cose non dovrebbero essere trascurate poiché possono influenzare in modo significativo la qualità complessiva del segnale e le sue prestazioni sulla scheda. A parte questo, si dovrebbe tener conto dei valori della sua capacità, conduttanza, induttanza e resistenza prima di selezionare la linea di trasmissione.

Caratteristiche di una linea di trasmissione PCB

Suggerimenti per un'efficiente interconnessione della linea di trasmissione

Per ottenere un collegamento efficiente, il progettista deve considerare l'impedenza; dovrebbe essere allineato alla sua larghezza della linea di traccia dedicata. Nel caso in cui non corrisponda, potrebbero potenzialmente sorgere problemi particolari, uno dei quali sono le riflessioni del segnale all'interno del sistema che possono contribuire in modo significativo all'interruzione del processo. Di conseguenza, è estremamente cruciale calcolare le proprietà della linea in modo efficiente; dovrebbe essere ai loro valori esatti secondo le linee guida. In tal modo, la linea di trasmissione non solleverà dubbi sulle prestazioni del consiglio di amministrazione. Pertanto, abbiamo fornito alcune cose da considerare per evitare che si verifichino problemi. Ecco qui alcuni di loro:

• Si consiglia di evitare di tracciare il percorso nello strato di terreno se sono presenti rotture e fessure poiché potrebbe potenzialmente rovinare la sequenza.
• Idealmente, la linea di trasmissione dovrebbe avere un solo strato.
• Infine, non terminare mai una trasmissione nel momento in cui la riceve; invece, comprendono più impulsi.

Quando un'interconnessione è considerata una linea di trasmissione?

In poche parole, il porto di scalo e la propagazione del segnale della linea verranno interrotti dalla sua sorgente se la sua velocità di trasmissione scende al di sotto di circa 50 Megahertz. Inoltre, rispetto alla lunghezza d'onda del segnale analogico a un quarto, possiederà meno del dieci percento. Nel calcolare o analizzare la velocità del segnale in scenari bassi, suggeriamo di utilizzare la tecnica denominata analisi di rete convenzionale, anche senza considerare le riflessioni della trasmissione.

Tuttavia, ha le sue eccezioni; questo metodo non può essere implementato in segnali ad alta velocità e ad alta frequenza poiché in tali casi è impossibile trascurare il tempo di propagazione. Di conseguenza, richiede una tecnica di analisi progettata esplicitamente per le linee di trasmissione.

Quando un'interconnessione è considerata una linea di trasmissione?

Materiali utilizzati nelle linee di trasmissione PCB

In questa sezione, abbiamo deciso di confrontare la trasmissione aerea e le componenti dielettriche convenzionali per identificare i ritardi nella propagazione e nei segnali dati. Pertanto, condivideremo i bit del risultato di seguito:

Conclusione

Per concludere, le linee di trasmissione PCB prive di guasti possono aumentare significativamente le prestazioni complessive della trasmissione di dati e segnali. Inoltre, potrebbe ridurre sostanzialmente il verificarsi di possibili problemi relativi alle trasmissioni.

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