你的浏览器版本过低,可能导致网站不能正常访问!
为了你能正常使用网站功能,请使用这些浏览器。

PCB设计为何一般控制50欧姆阻抗?

[复制链接]
eefishing 发布时间:2020-1-16 23:22
做PCB设计过程中,在走线之前,一般我们会对自己要进行设计的项目进行叠层,根据厚度、基材、层数等信息进行计算阻抗,计算完后一般可得到如下图示内容。

1.jpg
图1 叠层信息图示

从上图可以看出,设计上面的单端网络一般都是50欧姆来管控,那很多人就会问,为什么要求按照50欧姆来管控而不是25欧姆或者80欧姆?

首先,默认选择用50欧姆,而且业内大家都接受这个值,一般来说,肯定是由某个公认的机构制订了某个标准,大家是按标准进行设计的。

电子技术有很大一部分是来源于军队,首先技术是使用于军用,慢慢的由军用转为民用。

在微波应用的初期,二次世界大战期间,阻抗的选择完全依赖于使用的需要,没有一个标准值。随着技术的进步,需要给出阻抗标准,以便在经济性和方便性上取得平衡。

在美国,最多使用的导管是由现有的标尺竿和水管连接成的,51.5欧姆十分常见,但看到和用到的适配器、转换器又是50-51.5欧姆;为联合陆军和海军解决这些问题,一个名为JAN的组织成立了(后来的DESC组织),由MIL特别发展的,综合考虑后最终选择了50欧姆,由此相关的导管被制造出来,并由此转化为各种线缆的标准。

此时欧洲标准是60欧姆,不久以后,在象Hewlett-Packard这样在业界占统治地位的公司的影响下,欧洲人也被迫改变了,所以50欧姆最终成为业界的一个标准沿袭下来,也就变成约定俗成了,而和各种线缆连接的PCB,为了阻抗的匹配,最终也是按照50欧姆阻抗标准来要求了。

其次,一般标准的制定是会基于PCB生产工艺和设计性能、可行性的综合考量。

从PCB生产加工工艺角度出发,以现有的大部分PCB生产厂商的设备考虑,生产50欧姆阻抗的PCB是比较容易实现的。

从阻抗计算过程可知,过低的阻抗需要较宽的线宽以及薄介质或较大的介电常数,这对于目前高密板来说空间上比较难满足;过高的阻抗又需要较细的线宽及较厚的介质或较小的介电常数,不利于EMI及串扰的抑制,同时对于多层板及从量产的角度来讲加工的可靠性会比较差。

控制50欧姆阻抗在使用常用板材(FR4等)、常用芯板的环境下,生产常用的板厚的产品(如1mm、1.2mm等),可设计常见的线宽(4~10mil),这样板厂加工起来是非常方便的,对其加工使用的设备要求也不是很高。

从PCB设计方面考虑,50欧姆也是综合考虑之后选择。从PCB走线的性能来说,一般阻抗低比较好,对一个给定线宽的传输线,和平面距离越近,相应的EMI会减小,串扰也会因此减小。

但从信号全路径的角度看,还需要考虑最关键的一个因素,那就是芯片的驱动能力,在早期大多数芯片驱动不了阻抗小于50欧姆的传输线,而更高阻抗的传输线由于实现起来不便,所以折中采用50欧姆阻抗。

所以一般选择50欧姆作为常规时单端信号控制阻抗的默认值。


收藏 1 评论0 发布时间:2020-1-16 23:22

举报

0个回答

所属标签

STM32团队

意法半导体微控制器和微处理器拥有广泛的产品线,包含低成本的8位单片机和基于ARM® Cortex®-M0、M0+、M3、M4、M33、M7及A7内核并具备丰富外设选择的32位微控制器及微处理器


最新内容

关于
我们是谁
投资者关系
意法半导体可持续发展举措
创新与技术
意法半导体官网
联系我们
联系ST分支机构
寻找销售人员和分销渠道
社区
媒体中心
活动与培训
隐私策略
隐私策略
Cookies管理
行使您的权利
官方最新发布
STM32N6 AI生态系统
STM32MCU,MPU高性能GUI
ST ACEPACK电源模块
意法半导体生物传感器
STM32Cube扩展软件包
关注我们
微信公众号二维码 微信公众号
手机版二维码 手机版