PCB-transmissielijn: alles wat u moet weten in 2022

Introductie

Bij toepassingen met hoge frequenties en hoge snelheden, zoals microgolfprintplaten , is een ononderbroken verbinding vaak vereist; vandaar de PCB-transmissielijn.

Een van de redenen waarom hoogwaardige PCB-transmissielijnen voor dat doel nodig zijn, is omdat de sporen evenredig worden met hun golflengte; daarom is een efficiënte koppeling vereist.

In plaats daarvan zijn er verschillende transmissielijnen waaruit veel ontwerpers en ingenieurs kunnen kiezen. Een van de bekendste is de striplijn en microstriplijnen. Er zijn echter nog andere opties dan deze, afhankelijk van de specificaties van de operatie.

Daarom willen we, als expert op dit gebied, een diepgaande blik werpen op een PCB-transmissielijn. Daarnaast zijn de opsomming van verschillende soorten transmissielijnen, hun betekenis, kenmerken, materialen en tips om een ​​vlekkeloze onderlinge verbinding te bereiken.

Inleiding tot PCB-transmissielijnen

Wat is een PCB-transmissielijn?

Simpel gezegd is een PCB-transmissielijn een verbindingsmethode die bedoeld is om signalen van een zender naar een ontvangermodule te transporteren. Qua samenstelling heeft deze twee geleiders: één voor het signaalspoor en de andere voor het retourpad, ook wel het massavlak genoemd. Tussen deze geleiders bevindt zich een diëlektrisch component, meestal bestaande uit glasvezel, prepreg , polyimide en een afdeklaag.

Een ding om te onthouden is dat zijn gedrag verschilt van reguliere elektrische transmissielijnen. Bovendien gaat het hele invoer- en uitvoersysteem door deze lijn. Daarom willen we graag een meer gedetailleerde uitleg van het proces geven.

• Wat betreft een input-output-interface met een single-ended classificatie, ze verzenden gegevens over de hele linie en vereisen een bronlaag en een traceersignaal.
• Wat betreft een input-outputinterface die als differentieel wordt beschouwd, kan een transmissielijn tot stand worden gebracht door twee voetafdrukken en een bronlaag samen te voegen.

Over het algemeen mag men de kwaliteit en prestaties van een transmissielijn niet over het hoofd zien, omdat er bij verwaarlozing verschillende problemen kunnen optreden, waaronder overspraak, elektromagnetische ruis en andere problemen die de signaalprestaties en huidige fouten kunnen schaden.

Wat is een PCB-transmissielijn?

Verschillende soorten transmissielijnen

Hieronder staan ​​​​de drie (3) classificaties van PCB-transmissielijnen:

Gedetailleerde uitleg van verschillende PCB-transmissielijnen

Microstrip

Een van de populaire soorten PCB-transmissielijnen is de Microstrip. In wezen bestaat het uit een enkel, coherent spoor op het buitenste oppervlak van het bord. Nu, wat betreft zijn diëlektrica, het integreert er een in het vlak om de geleiders te scheiden over een vooraf bepaalde lengte en maat. Bovendien volgen het retourpad en het signaalspoor parallel.

Microstrip

Striplijn

Een ander erkend type PCB-transmissielijn is de striplijn. Het heeft een gelijktijdige tussenlaag langs beide oppervlakken en een geïntegreerd signaalpad over het hele bord. Omdat er twee buitenste oppervlaktevlakken zijn, volgen ook twee retourpaden parallelle kruispunten.

Striplijn

Coplanair

Uiteindelijk bevat de Coplanar PCB-transmissielijn referentielagen op de buitenste traceersignaaloppervlakken. De golfgeleiderstructuur bevat dus een diëlektrische laag en nog eens drie (3) geleiders.

Over het algemeen kunnen zowel stripline als microstrip als coplanair worden beschouwd, maar met een specifiek kenmerk. Dit omvat een coplanaire golfgeleider en een golfgeleider met referentie. Daarnaast bestaat er een kabel die buiten de directe omgeving van printplaten coaxiaal wordt genoemd ; deze valt echter nog steeds onder de coplanaire categorie. Deze kan geschikt zijn voor toepassingen met hoge frequenties, zoals geluidssystemen.

Coplanair

Betekenis van transmissielijnen in printplaten

In wezen zijn PCB-transmissielijnen essentieel in elk bord, omdat het verschillende problemen voorkomt, waaronder signaalverlies, seriële koppelingsproblemen en kostenkwesties. Bijgevolg zijn ze aanzienlijk nuttig in hoogfrequente toepassingen, omdat ze vatbaar zijn voor signaalverstoringen en diëlektrische storingen. De transmissielijn moet dus grondig worden overwogen en ontworpen om mogelijke problemen te voorkomen. Dankzij de geavanceerde technologieën van de huidige tijd vormt het echter niet langer een bedreiging in de industrie, aangezien de fabricage, prototyping en frequentiemogelijkheden in de loop van de tijd sterk zijn verbeterd. Als expert in het veld hebben we richtlijnen verzameld om de kabels in het bord feilloos met elkaar te verbinden. Hier volgen enkele opmerkingen waarmee rekening moet worden gehouden:

• Ten eerste is het essentieel om alleen de premium kwaliteit van diëlektrica te gebruiken, omdat dit de prestaties van de kabel aanzienlijk kan verbeteren. Verder kan het nuttig zijn om een ​​fabrikant in dienst te nemen die geavanceerde technieken gebruikt bij het fabriceren van een transmissielijn. Naast kwaliteitsprestaties stelt het de technici in staat om ze snel te corrigeren en te onderhouden.
• Ten tweede moet het strikt worden ontworpen om mazen in de wet te voorkomen. Op die manier zou de functionaliteit er niet door worden beïnvloed.
• Ten derde moeten ook de geleidbaarheid, capaciteit enz. zorgvuldig worden overwogen, aangezien deze de prestaties en het gedrag van de transmissielijn bepalen.
• Ten vierde, als de toepassing driefasige verbindingen vereist, moeten ook drie geleiders worden gebruikt. In dergelijke gevallen zou men de standaard coaxiale kabels kunnen gebruiken.
• Ten vijfde is het bekend dat een transmissielijn meer dan of gelijk aan twee poorten met elkaar verbindt, aangezien deze is samengesteld uit een voeding en een ontvanger. Als gevolg hiervan moet een transmissielijn ten minste twee geleiders hebben om efficiënt te kunnen functioneren.

Kenmerken van een PCB-transmissielijn

In wezen omvat een PCB-transmissielijn twee fundamentele kenmerken: de voortplantingsvertraging per lengte-eenheid en de impedantieregeling. Er zijn talloze redenen voor het optreden van overspraak, elektromagnetische ruis en signaalreflectie; het kan echter op de volgende manieren worden voorkomen.

• Moduleer eerst de weerstand over de hele stroomlijn.
• Ten tweede, door het impedantiebedrag te corrigeren, moeten de werking en lijn worden stopgezet.

Bijgevolg mogen deze zaken niet worden verwaarloosd, aangezien ze de algehele kwaliteit van het signaal en de prestaties op het bord aanzienlijk kunnen beïnvloeden. Afgezien daarvan moet men rekening houden met de waarden van de capaciteit, geleiding, inductantie en weerstand voordat de transmissielijn wordt geselecteerd.

Kenmerken van een PCB-transmissielijn

Tips voor efficiënte transmissielijninterconnectie

Om tot een efficiënte koppeling te komen, moet de ontwerper rekening houden met impedantie; het moet worden uitgelijnd met de speciale spoorlijnbreedte. In het geval dat het niet overeenkomt, kunnen zich mogelijk bepaalde problemen voordoen, een daarvan zijn de signaalreflecties in het systeem die aanzienlijk kunnen bijdragen aan de onderbreking van het proces. Als gevolg hiervan is het zeer cruciaal om de eigenschappen van de lijn efficiënt te berekenen; het zou op hun exacte waarden moeten zijn volgens de richtlijnen. Op die manier zal de transmissielijn geen zorgen uiten over de prestaties van het bestuur. Daarom hebben we enkele dingen gegeven waarmee u rekening moet houden om te voorkomen dat de problemen optreden. Hier zijn er een aantal:

• We raden aan om de route in de grondlaag niet te traceren als er breuken en scheuren aanwezig zijn, omdat dit de volgorde zou kunnen verpesten.
• Idealiter zou de transmissielijn slechts één laag moeten hebben.
• Beëindig ten slotte nooit een verzending op het moment van ontvangst; omvatten in plaats daarvan meerdere impulsen.

Wanneer wordt een interconnectie beschouwd als een transmissielijn?

Simpel gezegd, de aanloophaven van de lijn en de voortplanting van het signaal worden afgebroken vanaf de bron als de transmissiesnelheid onder ongeveer 50 Megahertz komt. Bovendien zal het, vergeleken met de analoge signaalgolflengte van een vierde, minder dan tien procent bezitten. Bij het berekenen of analyseren van de signaalsnelheid bij lage scenario's raden we aan de techniek te gebruiken die wordt aangeduid als conventionele netwerkanalyse, zelfs zonder rekening te houden met de reflecties van de transmissie.

Het heeft echter zijn uitzonderingen; deze methode kan niet worden toegepast in snelle en hoogfrequente signalen, aangezien het in dergelijke gevallen onmogelijk is om de voortplantingstijd te verwaarlozen. Als gevolg hiervan is een analysetechniek nodig die expliciet is ontworpen voor transmissielijnen.

Wanneer wordt een interconnectie beschouwd als een transmissielijn?

Materialen die worden gebruikt in PCB-transmissielijnen

In deze sectie hebben we besloten om de luchttransmissie en de conventionele diëlektrische componenten te vergelijken om de vertragingen in voortplanting en datasignalen te identificeren. Daarom delen we de stukjes van het resultaat hieronder:

Conclusie

Om het af te ronden, kunnen foutloze PCB-transmissielijnen de algehele prestaties van de gegevens- en signaaloverdracht aanzienlijk verbeteren. Bovendien zou het het optreden van mogelijke problemen met transmissies aanzienlijk kunnen verminderen.

Wij van PCBTok willen onze lezers graag helpen de transmissielijnen van printplaten beter te begrijpen en hen ondersteunen bij het kiezen van de juiste classificatie voor hun toepassingen.

Onze aanbeveling als branche-experts is om te kiezen voor een fabrikant als PCBTok die zich al lange tijd met succes op de markt begeeft. We kunnen onze klanten verzekeren dat onze transmissielijnen zullen worden vervaardigd met behulp van geavanceerde technieken en geassembleerd met geavanceerde grondstoffen.

Informeer gerust bij ons; we zouden heel blij zijn om alle zorgen van onze klanten met honderd procent tevredenheid weg te nemen.

Pak meteen uw PCB-transmissielijn met PCBTok!