임피던스 정의:PCB에서 임피던스의 의미를 이해하는 방법은 무엇입니까?

정의 임피던스, 전기 장치에서 Z는 도체 구성 요소, 시스템 또는 회로를 통과하는 경우 직류 또는 교류가 직면하는 반대의 양을 나타냅니다. 전류와 전압이 일정할 때 정의 임피던스는 null이므로 교류의 경우 값이 결코 null이 아닙니다.

임피던스 정의는 전기 회로의 리액턴스와 저항의 합으로 옴 단위로 측정됩니다. 임피던스는 인쇄 회로 기판을 설계할 때 처리해야 하는 코스 특성입니다. 임피던스 요구 사항이 있는 PCB는 전압 변화를 무효화하여 예상대로 작동하는 장치 또는 기기를 만듭니다.

PCB의 임피던스 정의를 이해하는 것이 왜 필수적인가요?

모두 효율성과 관련된 문제입니다. 이론에 따르면 신호 경로에서 발견된 전체 임피던스가 일치할 때 최대 신호 전송이 발생합니다. 고속 디지털 신호를 처리하면서 고주파에서 작동하는 인쇄 회로 기판에는 제어 임피던스가 필요합니다. 임피던스 제어 정의는 PCB 제조업체에 필수적이며 고속 디지털 애플리케이션, RF 애플리케이션 및 통신에서 빠르게 중요해지고 있습니다. 인쇄 회로 기판의 임피던스와 관련된 문제를 이해하지 못하고 있습니다.

우리는 임피던스의 변화, 임피던스의 불일치 또는 부적절한 임피던스가 어떻게 잘못된 기하학적 구조로 인해 신호를 왜곡하는지 알 수 없습니다. 요컨대, 임피던스는 로큰롤과 동일시될 수 있으며, 이를 이해하는 것은 약간 복잡합니다. 하지만 다시 "얻기" 위해 임피던스 정의에 대한 모든 것을 이해할 필요는 없습니다.

요약하면, 전체 임피던스 요구 사항이 있는 인쇄 회로 기판은 전압의 모든 변화를 무효화합니다. 가제트 또는 장치가 예상대로 작동하도록 합니다. WellPCB에서는 리액턴스 흐름과 저항을 효율적으로 감지하도록 설계된 소프트웨어 프로그램을 쉽게 추천하여 필요한 모든 사양을 제공할 수 있습니다. 이 데이터를 사용하여 맞춤형 PCB를 만들 것입니다.

PCB의 임피던스 정의는 어떻게 제어할 수 있습니까?

예를 들어 위성/TV 케이블에서 안테나는 소스 역할을 하고 TV는 부하를 설정하며 동축 케이블은 도체 역할을 합니다. 케이블은 절연체, 도체 및 그 치수와 케이블의 전기적 임피던스를 제어하기 위해 측정된 전기적 특성으로 구성됩니다.

메시지 소스에서 부하까지 경로를 따라 PCB의 신호를 효과적으로 전송하려면 임피던스 제어가 필요합니다. 임피던스를 제어하지 않으면 그러한 신호가 유용하게 움직일 가능성이 어렵지는 않더라도 어려울 것입니다. 제어된  Define Impedance를 사용하면 보드가 실패나 실망 없이 예상대로 작동할 수 있습니다.

그러나 그러한 목표를 달성하는 것은 들리는 것처럼 어렵지 않습니다. 신호가 소스에서 부하로 효과적으로 이동하려면 임피던스가 일치해야 합니다. 따라서 기준 트랙의 출력 임피던스의 입력 임피던스와 부하 임피던스가 일치해야 합니다. 이렇게 하면 신호가 소스에서 원하는 위치로 어려움 없이 이동합니다.

임피던스 제어를 확실히 하기 위해 제조업체는 아마도 먼저 필드 솔버에서 나오는 명시된 매개변수로 작업할 것입니다. 그 후에 PCB 임피던스에 대한 테스트를 수행해야 할 수 있으며, 필요한 경우 원하는 대로 기능할 PCB를 생산하거나 마련하기 위해 일부 변경을 수행할 수 있습니다.

임피던스 제어 정의의 예

제어된  Define Impedance의 가장 일반적이거나 적절한 예는 안테나를 TV 세트에 연결하는 케이블입니다. 와이어는 외부 원통형 실드에서 분리하는 원형 및 내부 도체로 구성된 동축 케이블일 수 있습니다.

치수, 절연체, 도체 및 전기적 특성은 전기장의 모양과 상호 작용을 결정하기 위해 신중하게 제어됩니다. 이것은 케이블의 전기 임피던스를 결정하는 데 큰 도움이 됩니다.

적절한 예가 있습니다. 최상의 신호를 얻으려면 안테나 또는 위성 안테나 임피던스가 케이블의 임피던스와 일치해야 합니다. 반면에 케이블은 TV와도 일치해야 합니다. 이제 이 생각을 PCB로 옮기고 임피던스 불일치로 인해 원하는 신호가 의도한 목적지에 도달하지 못하는 경우를 상상해 보십시오.

위의 내용에 따르면 불일치가 발생하거나 의심되는 경우 아무 것도 원하는 대로 작동하지 않습니다. 따라서 PCB의 임피던스를 제어하는 ​​것은 좋은 생각인 것 같습니다. 그러나 다시, 너무 많은 어려움 없이 어떻게 이것을 달성할 수 있습니까?

임피던스 제어 정의는 PCB에서 어떻게 작동합니까?

보드에 대한 요구 사항에 맞는 임피던스 제어 서비스의 종류나 유형을 결정하기 전에 임피던스 제어 기본 사항을 이해해야 합니다. 임피던스 제어란 무엇이며 정확히 어떻게 작동합니까? 첫째, 임피던스 제어와 관련된 세 가지 기본 서비스 수준이 있습니다. 여기에는 다음이 포함됩니다.

•  임피던스 제어 없음 – 임피던스 허용 오차가 매우 느슨하기 때문에 정확한 임피던스를 얻기 위해 추가 설계 요소가 필요하지 않습니다. 이 상황은 더 저렴하고 더 빨리 완성되는 PCB를 만들 것입니다.

•  임피던스 감시 – 여기에서 설계자는 공급자와 함께 임피던스 제어 트레이스를 개략적으로 설명하고 그에 따라 유전체 높이와 트레이스 너비만 조정합니다. 사용자 사양이 제조업체에서 승인되면 PCB 제조를 시작할 수 있습니다.

•  임피던스 제어 – 제조사는 요구되는 임피던스에 도달하기 위해 최선을 다해 PCB 보드를 만듭니다.

PCB 측정 방법

세상에 존재하는 다른 도전적인 활동이나 운동 중에서 인쇄 회로 기판의 임피던스를 측정하는 것은 가장 어려운 작업 중 하나입니다. 이전에 시도한 사람들은 PCB 내에서 임피던스 정의 값을 측정하는 것이 보이는 것처럼 항상 쉽지는 않다고 주장했습니다. 여기에 필요한 복잡한 단계와 장비가 많이 있습니다.

연결, 접근성, 추적 길이 및 트랙에서 분기와 같은 기타 요인으로 인해 정확한 판독 값을 얻는 것이 어려울 수 있습니다. TDR이라고도 하는 시간 영역 반사계는 임피던스를 측정하는 표준 방법입니다. 이 반사계는 라인을 따라 일부 신호를 보낸 다음 임피던스 불일치가 발생할 경우 반사된 메시지 부분을 측정합니다.

측정을 위해서는 고품질 프로브와 케이블을 사용하는 것이 좋으며, RF 어댑터가 필요한 경우 교정 품질 어댑터에 의존해야 합니다. 또한 이 범위의 평균값을 얻으려면 게이트 커서를 사용해야 합니다. 이해해야 할 중요한 점은 대역폭을 줄이면 더 낮은 노이즈를 제공하거나 가져오지만 해상도가 저하된다는 것입니다.

PCB의 정의 임피던스에 영향을 줄 수 있는 요소

인쇄회로기판의 임피던스 일관성에 영향을 미치는 가장 중요한 요소는 서로 다른 위치와 선폭에서 두께의 균일성입니다. 라인이 보드 가장자리에서 25mm 미만인 경우 라인 임피던스 값은 중간에 있는 것보다 1-4옴 작습니다. 선이 보드 가장자리에서 50mm 이상 떨어져 있으면 위치의 임피던스 값에 큰 영향을 미치지 않습니다.

요컨대, 임피던스 PCB 허용오차에 영향을 미치는 요인 중 일부는 재료의 허용오차 및 수지 함량과 같은 측면입니다. 그게 다가 아닙니다. 다른 것들은 보드의 상단과 하단에 위치한 트레이스 너비와 높이를 포함합니다. WellPCB에 패턴 세트를 제공하면 단일 회로 기판으로 결합됩니다. 특정 허용 오차로 올바른 위치와 패턴 크기로 PCB를 제조하십시오. 제조업체에서 정확한 위치, 크기 및 내구성을 제공할 수 있는지 확인하는 것이 중요합니다. 이러한 일이 발생하지 않으면 보드가 쓸모 없게 될 가능성이 있습니다.

PCB의 임피던스에 영향을 미치는 가장 많은 요소 중에서 유전체 두께가 가장 중요한 비율(45%)을 차지합니다. 추적 폭(25%)이 뒤따릅니다. 유전 상수(15%). 구리 두께(10%). 마지막으로 솔더 레지스트(5%)입니다.

결론

임피던스 정의는 전기 회로의 리액턴스와 저항의 합으로 옴으로 표시하여 모두 합산합니다. PCB 보드에서 임피던스와 관련된 문제는 PCB의 신호 전송에 영향을 미치므로 심각하게 고려해야 합니다. 저전류의 고속 스위칭 신호는 주로 간섭에 취약하므로 전송해야 하는 경우 임피던스 분석이 필요합니다. 그러나 인쇄된 트랙을 따라 발생하는 반사를 피하거나 최소화하려면 일부 왜곡을 방지하기 위해 임피던스 제어와 관련된 문제를 고려해야 합니다. WellPCB는 주문 전 기술 지원, 임피던스 제어 보드 제조에 대한 풍부한 경험 및 100% 임피던스 매칭 경험 덕분에 전 세계 수백 명의 고객에게 서비스를 제공하는 제조업체 중 하나입니다.