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PCB技術

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PCB設計が一般的に50オームのインピーダンスを制御するのはなぜですか?
2020-09-25
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Author:Dag      Share

PCB設計が一般的に50オームのインピーダンスを制御するのはなぜですか?ipcbに答えを与えましょう。


PCB設計の過程で、配線する前に、通常、設計したいアイテムを積み重ねて、PCBインピーダンスを計算します。 厚さ、基板、層の数および他の情報に従って。計算すると、次の図が得られます。






PCBインピーダンス

PCBインピーダンス




上の図からわかるように、上で設計されたシングルエンドネットワークは一般に50オームで制御されます。多くの人が、なぜ制御が25オームや80オームではなく50オームに基づいているのかと尋ねるでしょう。


まず第一に、デフォルトの選択は50オームであり、業界の誰もがこの値を受け入れます。一般的に言って、認められた組織が一定の基準を策定していることは確かであり、私たちはその基準に従って設計します。


電子技術の大部分は軍隊にあります。まず第一に、技術は軍隊で使用され、それは徐々に軍隊から民間人に移されます。


マイクロ波の適用の初期、第二次世界大戦中、インピーダンスの選択は使用の必要性に完全に依存し、標準値はありませんでした。技術の進歩に伴い、経済性と利便性のバランスをとるためにインピーダンス基準を与える必要があります。


米国では、一般的に使用される導管は、既存のスケールロッドと水道管によって接続されています。51.5オームが非常に一般的ですが、使用されるアダプターとコンバーターは50-51.5オームです。これらの問題を解決するために、Janという名前の組織(後のdesc組織)が設立されました。これはmilによって特別に開発されました。総合的に検討した結果、これに関連する50オームが選択されました。コンジットが製造され、さまざまなケーブルの標準に変換されました。


このとき、ヨーロッパ規格は60オームでした。その後すぐに、業界のヒューレット・パッカードのような支配的な企業の影響下で、ヨーロッパ人は変化を余儀なくされました。したがって、50オームは最終的に業界の標準となり、それは慣習となりました。インピーダンスを整合させるために、50オームのインピーダンス規格に従ってさまざまなケーブルで接続されたPCBも必要でした。


第二に、一般的な規格の策定は、PCB製造プロセス、設計性能、および実現可能性の包括的な考慮に基づいています。


PCBの製造および処理技術の観点から、ほとんどの既存のPCBメーカーの機器を考慮すると、50オームのインピーダンスを持つPCBを製造するのは簡単です。


インピーダンス計算プロセスから、低インピーダンスには広い線幅と薄い媒体または大きな誘電率が必要であることがわかります。これは、現在の高密度プレートでは空間で満たすのが困難です。一方、高インピーダンスには、より細い線幅とより厚い媒体またはより小さな誘電率が必要であり、これはEMIとクロストークの抑制に役立ちません。同時に、多層板の場合、大量生産の観点からも、加工の信頼性は非常に高く、さらに悪化します。


共通プレート(FR4など)と共通コアボードを使用する環境下で50オームのインピーダンスを制御し、共通のプレート厚(1 mm、1.2 mmなど)、共通の線幅(4〜 10ml)を設計することができ、プレート工場での処理に非常に便利であり、処理装置の要件はそれほど高くありません。


PCB設計を考慮すると、包括的な検討の結果、50オームも選択されます。PCBルーティングのパフォーマンスの観点からは、インピーダンスを低くすることをお勧めします。与えられた線幅の伝送線路の場合、それが平面に近いほど、対応するEMIが減少し、クロストークも減少します。


ただし、信号経路全体の観点から、重要な要素、つまりチップの駆動能力を考慮する必要があります。初期の頃、ほとんどのチップは50オーム未満のインピーダンスの伝送ラインを駆動できませんでしたが、より高いインピーダンスの伝送ラインは実装が容易ではなかったため、50オームのインピーダンスを採用しました。


したがって、通常、シングルエンド信号制御PCBインピーダンスのデフォルト値として50オームが選択されます。