트레이스 임피던스란 무엇입니까?

인쇄 회로 기판에서 와이어 및 트레이스는 은을 제외하고 저항이 가장 적은 요소이기 때문에 일반적으로 구리로 형성됩니다. 트레이스 위에 옴 미터를 놓으면 DC 저항은 거의 무시할 수 있습니다.

AC 임피던스에 대해서도 마찬가지입니다. 임피던스는 저항과 달리 주파수를 기반으로 합니다. 모든 와이어와 트레이스는 모든 드라이버에서 흐르는 전류에 대해 최소한 일부 임피던스를 생성합니다. 일반적으로 트레이스 임피던스가 문제가 되려면 신호의 상승 시간이 상당히 빨라야 하지만 트레이스 임피던스가 존재하고 문제가 될 수 있다는 점을 인식하는 것이 중요합니다.

하지만 트레이스 임피던스에 대해 걱정해야 하는 이유는 무엇입니까? 왜 존재하고 통제가 가능한가? "제어된 임피던스"라는 용어를 들어 본 적이 있다면 임피던스를 제어할 수 있다는 것을 이미 알고 있을 것입니다. 그러나 방법과 이유를 이해하려면 트레이스 임피던스의 특성에 대해 조금 이해하는 것이 중요합니다.

트레이스 임피던스 작동 방식

모든 트레이스에는 트레이스 단면에 반비례하는 관계로 트레이스를 따라 분포된 작고 거의 구별할 수 없는 직렬 인덕턴스가 있습니다. 상승 시간이 증가함에 따라 결과 임피던스가 더 눈에 띄게 됩니다. 마찬가지로, 각 트레이스는 트레이스와 반환 경로 신호를 따라 분포된 커패시턴스를 가지며, 이는 신호 반환 경로와 트레이스 사이의 재료 유전체 ​​및 트레이스 너비의 함수입니다. 다시 한 번, 상승 시간이 충분히 증가하면 전류가 이 커패시턴스를 통해 흐르려고 할 때 생성되는 임피던스가 상당할 수 있습니다.

드라이버는 모든 트레이스를 분산 LC 회로로 읽고 트레이스 AC 임피던스는 이 분산 LC 회로에서 나옵니다. 이것은 제어되지 않은 임피던스로 간주됩니다. 우리는 이 임피던스를 고려하여 인덕턴스와 커패시턴스가 트레이스를 따라 달라질 수 있도록 트레이스 환경을 설계하기 위해 노력하지 않습니다. 결과 임피던스는 일반적으로 작동에 영향을 미치지 않으므로 제어 방법을 설계하는 데 시간이나 비용을 낭비할 필요가 없습니다.

제어된 임피던스

그러나 임피던스가 작업에 미치는 영향에 대해 우려한다면 어떻게 될까요? 트레이스가 전송 라인처럼 보이는 보드를 설계할 수 있으며, 이를 통해 특성 임피던스에서 종단함으로써 반사를 피할 수 있습니다. 제어된 임피던스 회로 설계는 어떻게 작동합니까?

임피던스를 제어할 때 일반적인 제어되지 않는 임피던스 상황에서와 같이 지점 간 변화가 아니라 트레이스를 따라 각 지점에서 임피던스가 일정한지 확인합니다. 임피던스를 제어하려면 회로 기하학의 세 가지 기능인 트레이스의 너비, 신호 리턴 경로와 신호 트레이스 사이의 간격, 트레이스를 둘러싸는 재료의 유전 계수를 제어해야 합니다. 또한 트레이스의 두께를 다룰 수도 있습니다. 예를 들어, 동축 케이블은 제어된 임피던스 전송 라인입니다.

이러한 기하학적 특징을 변경할 수 있으며 필요에 따라 다른 기능을 변경하는 한 제어된 임피던스를 계속 유지할 수 있으므로 이러한 측면 간의 관계가 변경되지 않고 임피던스가 일정하게 유지됩니다.

Pcb 트레이스 임피던스를 결정하는 방법

제어 임피던스 인쇄 회로 기판을 제조하려면 임피던스를 측정할 수 있어야 합니다. 트레이스 임피던스를 계산하는 가장 좋은 방법은 트레이스 임피던스 계산기를 사용하는 것입니다. 트레이스 임피던스 계산기는 온라인이나 CAD 소프트웨어에서 찾을 수 있습니다. 다음을 포함하여 임피던스를 결정할 때 고려해야 할 몇 가지 매개변수가 있습니다.

• 추적 너비
• 트레이스 두께
• 라미네이트 두께
• 유전체 두께
• 구리 중량

모든 관련 매개변수를 계산했으면 위의 모든 항목(일반적으로 트레이스 폭)을 조정하여 원하는 임피던스에 도달할 수 있습니다. 허용 가능한 임피던스에 있다고 생각되면 동일한 패널에서 동시에 제조된 테스트 쿠폰을 사용하여 보드의 효율성을 테스트할 수 있으므로 실제 보드의 트레이스에 액세스하지 않고도 좋은 임피던스 정격을 얻을 수 있습니다. 정확한 테스트를 위해서는 테스트 쿠폰 트레이스가 보드 트레이스와 동일해야 합니다.

일반적으로 제조업체는 생산 패널의 양쪽 끝에 테스트 쿠폰을 만들어 두 쿠폰을 모두 테스트하면 보드 손상 없이 매우 안정적인 임피던스 판독값을 얻을 수 있습니다. 테스터는 TDR(Time Domain Reflectometer) 또는 네트워크 분석기로 임피던스를 측정합니다.

임피던스는 네트워크 분석기, 실험실 TDR(Time Domain Reflectometer) 또는 TDR 기술을 사용하는 제어된 임피던스 테스트 시스템을 사용하여 측정할 수 있습니다. 제어된 임피던스 테스트 시스템을 사용하는 연습을 한 엔지니어가 임피던스 테스트를 실행하여 고품질 결과를 보장합니다.

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