Сопротивление импеданса и большая ширина следа

В настоящее время я работаю над дизайном, в котором один из моих микросхем определяет использование 50-омной трассы. Ответ на этот вопрос, Характерный импеданс трассы , показывает, что для получения этого импеданса требуется трасса 120 мил.

IC имеет место только для 18,8 мил следов, и это предполагает отсутствие промежутка между следами. Итак, как я могу на самом деле проектировать с учетом этого полного сопротивления? Очевидно, что я могу уменьшить толщину платы или увеличить высоту меди, но только в некоторой степени, и я хотел бы, чтобы это было изготовлено за несколько более дешевый. Как это обычно решается?

Микросхема, которую я использую, - это MAX9382, которая может работать до 450 МГц, я, вероятно, буду использовать ее в диапазоне 400-450 МГц. Используемые данные изначально являются аналоговыми, но их трудно ограничить, чтобы они стали цифровыми, чтобы их можно было использовать с этой ИС.

Используйте 4-х слойный стек.

Вычислять необходимую ширину трассы бессмысленно, если под ней нет сплошной грунтовой плоскости. При двухслойной конструкции вам может понадобиться направить трассы на другую сторону, которая затем в значительной степени разрушит ваш импеданс, если они приблизятся к вашей трассе.

На частоте 450 МГц у вас действительно должны быть надежные, непрерывные, правильно отсоединенные силовые и заземляющие плоскости. Это улучшит шумовые характеристики, проблемы с электромагнитными помехами, улучшит контроль импеданса и т. Д. Создание 4-х слойной платы не намного дороже, чем двухслойное.

Используйте 4 слоя как:

>----------------Signal 1
8.3 mil
>----------------Ground
39 mil
>----------------Power
8.3 mil
>----------------Signal 2

Расстояние может немного измениться в зависимости от выбора толщины меди.

Это даст вам что-то вроде 10-20 мил на трассу 50 Ом на сигнале 1/2, в зависимости от конечного диэлектрика и толщины меди на слоях сигнала.

Вам не нужно беспокоиться об импедансе очень коротких трасс PCB как части более длинных трасс. Таким образом, у вас будет более тонкий след прямо рядом с чипом. Но если след должен пройти какое-то расстояние, вам нужно отрегулировать толщину следа, когда он удаляется от чипа. Вы просто «размахнете» ширину трассы от чипа. Так я всегда видел, как это делается.

Это мало чем отличается от разъемов любой линии передачи. Сопротивление одного короткого элемента может быть немного меньше, но оно незначительно по сравнению с общей линией передачи.

Часто наличие слишком широких следов может вызвать проблемы с емкостью следа. Делая след тоньше, уменьшит емкость. Конечно, более тонкие следы портят импеданс.

Если расстановка печатных плат выполняется по-другому, где уровень сигнала находится ближе к плоскости power / gnd, то трасса может быть более тонкой, сохраняя при этом надлежащий импеданс. На многослойной печатной плате это работает только тогда, когда сигнал также находится на внутреннем слое, что затрудняет получение надлежащего импеданса И емкости на внешнем слое.

Конечный результат - это все компромисс. Я обычно запускаю эти сигналы на внутренних слоях с оптимизированным набором печатных плат, но затем сохраняю следы тощими и очень короткими, когда приходится переходить на внешний слой, чтобы попасть в чип.

На двухслойной печатной плате очень трудно иметь надлежащий импеданс на узких трассах, поэтому я обычно не беспокоюсь. Если импеданс является критическим, я перейду к 4-слойной печатной плате.

Можете ли вы направить соседнюю контрольную трассу вместе со своими сигналами? Мне сказали, что перенаправленные триплеты или даже квинты, если вы не можете разместить триплеты и т. Д., Могут иногда работать в таких ситуациях, как ваша, если у вас нет близкой плоскости, на которую можно сослаться. Если у вас есть пара различий, то это может быть больше похоже на квад, с соседними ссылками / возвратами снаружи по обе стороны от пары различий. Тот же наставник предлагает, чтобы двухслойная плата рассматривалась как две несвязанные платы из-за расстояния между слоями, и маршрутизация ссылок / возвратов - это путь, если больше слоев не может быть получено.

Я был неправ насчет четырехугольника для пары различий. В моих заметках из соответствующих презентаций говорится, что используется триплет со ссылкой между двумя сигналами разностной пары. Все еще ищу / жду расчетов импеданса таким образом. Мне сказали, что он ищет, в какой РЧ / микроволновой книге они находятся, у него их несколько.

Сначала выясните, является ли это реальным требованием. На каком расстоянии это должно быть соблюдено? Если это сигнал с очень высокой скоростью (посмотрите на частоту фронтов по сравнению с длиной трассы), вам может потребоваться выполнить некоторое моделирование. Ссылка Говарда и Джонсона, которая содержится в ответе на ваш связанный вопрос, является отличным источником информации по этому вопросу.

Если требование является реальным, то выясните, насколько велик допуск (ваш фаб на доске может, вероятно, получить только +/- 10% от того, что вы просите, так что примите это во внимание).

РЕДАКТИРОВАТЬ: глядя на вашу часть, которую вы сейчас опубликовали, вы находитесь на территории "реальных требований".

80ps края довольно быстро! «Частота колена», при которой гармоника начинает быстро падать, составляет более 6 ГГц. Предполагая, что задержка распространения составляет около 66% от скорости света, 80ps составляет 16 мм. Эмпирическое правило гласит, что все, что больше 1 / 4-1 / 6 времени перехода, должно рассматриваться как линия передачи, что означает любой след длиннее нескольких мм!

Я не решался бы попробовать это на двухслойной доске из-за любой разницы без какой-либо симуляции.

Скорее всего, вам придется пройти многослойно, чтобы приблизить базовую плоскость к трассе, что позволяет более тонким трассам соответствовать спецификации импеданса. (РЕДАКТИРОВАТЬ: Как указано в комментариях, вы можете сделать это в 2 слоя, но тогда у вас будет очень тонкая доска!)

В качестве альтернативы вы можете построить компланарную волноводную структуру на 2 слоях, которые могут обеспечить искомое сопротивление. Или, возможно, увеличьте сопротивление завершения, что означает изменение полного сопротивления трассы, что означает более тонкую трассу. AppCAD может помочь вам поиграть с параметрами для этих опций.

Звучит забавно :)