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PCB 임피던스 설계
임피던스: PCB 디자인의 중요한 개념, 특히 고주파 및 고속 신호 전송용
다음은 PCB 임피던스 지식에 대한 자세한 분석입니다.:
나. 임피던스란 무엇인가
임피던스란 무엇인가
임피던스 (임피던스) 교류 전류에 대한 회로의 한 지점의 방해 효과를 나타냅니다.. 저항과 리액턴스가 포함됩니다. (커패시턴스와 인덕턴스로 인해 발생하는). PCB 설계에서, 임피던스는 주로 특성 임피던스를 나타냅니다. (특징적인 임피던스), 이는 신호 전파를 방해하는 전송선의 능력입니다.. 임피던스 Z0, 옴 단위로 (오).
II. 임피던스의 중요성
- 신호 무결성: 임피던스 매칭을 통해 전송 중에 신호의 모양과 강도가 유지됩니다., 왜곡 및 감쇠 감소.
- 반사 감소: 전송선의 임피던스가 연결된 장치와 일치하지 않는 경우, 신호 반사로 이어질 수 있습니다., 시스템 성능에 영향을 미치는.
- 시스템 성능 개선: 임피던스를 조절함으로써, 전자기 간섭 (EMI) 누화를 줄일 수 있습니다., 시스템 신뢰성 및 안정성 향상.
III. 임피던스의 종류
- 단일 종단 임피던스: 단일 도체의 임피던스, Microstrip 및 Stripline과 같은. 다음은 일반적인 단일 종단 임피던스의 예입니다.:
차동 임피던스
- 차동 임피던스: 차동 신호 라인 쌍의 임피던스, USB 및 HDMI와 같은 고속 인터페이스에 일반적으로 사용됩니다.. 일정한 간격으로 병렬로 전송되는 두 선로의 임피던스를 차동임피던스라고 합니다..
- 동일 평면 임피던스: 동일 평면 단일 종단 및 동일 평면 차동 임피던스 포함, 특정 PCB 레이아웃에 적합. 동면 임피던스는 구리로 둘러싸인 임피던스 라인을 나타냅니다..
이 PCB 임피던스 다이어그램에서, 임피던스의 전송선이 도체 사이의 임피던스를 연결하는 데 핵심이라는 것을 아는 것은 어렵지 않습니다.. 전송선의 임피던스는 어떻게 전송됩니까??
IV. 임피던스에 영향을 미치는 요인
- 선 너비: 트레이스의 폭은 임피던스 값에 직접적인 영향을 미칩니다.. 트레이스가 넓을수록 임피던스가 낮아집니다..
- 줄 간격: 트레이스 사이의 거리도 임피던스에 영향을 미칩니다.. 간격이 클수록 임피던스가 높아집니다..
- 유전체 두께: 두께와 유전율 (Dk 값) PCB 재료의 임피던스에 큰 영향을 미침.
- 라미네이트 구조: PCB의 라미네이트 구조와 재료 선택은 전송선의 특성 임피던스에 영향을 미칩니다..
- 구리 두께: PCB의 동박 두께도 임피던스 값에 영향을 미칩니다.. 일반적으로, 구리 두께를 늘리면 임피던스가 감소합니다..
다섯. 임피던스 계산 방법
임피던스 계산은 일반적으로 특정 공식이나 소프트웨어 도구를 사용하여 수행됩니다.. 예를 들어, 마이크로스트립 라인용, 특성 임피던스는 다음 공식을 사용하여 계산할 수 있습니다.:
z_0 = frac{87}{\sqrt{\엡실론_r + 1.41}} \cdot \ln\left(\frac{5.98시간}{0.8w + 티}\오른쪽)
여기서 Z_0은 특성 임피던스입니다., Er은 비유전율입니다., hh는 유전체 기판의 두께입니다., ww는 도체 스트립의 너비입니다., tt는 도체 스트립의 두께입니다..
추가적으로, 전문적인 PCB 임피던스 계산 도구가 많이 있습니다, Polar SI9000과 같은, 다양한 유형의 전송선의 특성 임피던스를 편리하게 계산할 수 있습니다..
일반적인 PCB 전송선 구조
VI. 임피던스 제어의 실제 응용
PCB 설계에서, 특정 애플리케이션에 따라 적절한 임피던스 제어 전략을 선택해야 합니다..
예를 들어, 고속 디지털 신호 처리, 무선 주파수 통신 등의 분야, 신호 무결성과 시스템 성능을 보장하려면 임피던스를 엄격하게 제어해야 합니다..
그래서, 실제 PCB 생산에서 임피던스는 어떻게 제어됩니까?? 이 주제는 다음 기사에서 논의될 것입니다.
결론적으로, 임피던스는 PCB 설계에서 무시할 수 없는 중요한 요소입니다.. 기본 원리를 이해하고 익히기, 계산 방법, 전자제품의 성능과 신뢰성을 향상시키기 위해서는 임피던스의 실제 적용이 중요합니다..
