Impedancia controlada:¿cómo hacerlo bien?

31 de agosto de 2018

La miniaturización es una tendencia candente en la industria de PCB. Existe una gran demanda de PCB de tamaño compacto y de ritmo rápido. Aunque es un activo en muchos dispositivos electrónicos, hay muchos componentes en estos PCB rápidos, que pueden no funcionar como se esperaba y provocar fallas. De ahí que los fabricantes de PCB conozcan la importancia de ralentizar ciertos circuitos para permitir el funcionamiento específico de los componentes. Aquí es donde la impedancia controlada puede ayudar. ¿Qué es una impedancia controlada? ¿Cuál es la importancia de este factor? ¿Cuáles son los factores determinantes de la impedancia controlada? ¿Dónde se usa la impedancia controlada? ¿Están estas preguntas conjurando tu mente? En caso afirmativo, esta publicación lo ayudará a encontrar respuestas a todas sus preguntas.

Introducción a la impedancia controlada

Para comprender la impedancia controlada, es importante que comprenda la impedancia. La impedancia solo se define para circuitos de alta frecuencia. Es una combinación de inductancia y capacitancia del circuito. El valor de la impedancia siempre varía entre los dos puntos, si no se controla adecuadamente. A altas frecuencias, las trazas de PCB no se comportan como se esperaba y la calidad de las señales puede degradarse en varios puntos. La impedancia controlada ayuda a garantizar la propagación eficiente de las señales, sin perturbaciones ni distorsiones. La impedancia (Zo) de un circuito es una característica de CA y se mide en ohmios (Ω). El valor objetivo de la impedancia es de 25 Ω - 125 Ω.

Factores que determinan la impedancia controlada

La impedancia de una traza de PCB está determinada por factores como la resistencia, la reactancia capacitiva y la conductancia. ¿Qué contribuye a estos factores? Bueno, la respuesta es que estos factores se deciden por elementos como las dimensiones físicas de la traza, el grosor dieléctrico y la constante dieléctrica del material del sustrato utilizado en la PCB. El valor de la impedancia se decide por los siguientes factores:

• Grosor y ancho de la señal de cobre en la parte superior e inferior
• Constante dieléctrica del material prefijado y el núcleo
• Grosor del material prefijado y el núcleo en ambos lados de la pista de cobre
• Distancia del rastro de otras características de cobre

Tipos de impedancia controlada

La impedancia característica es uno de los tipos más comunes de impedancia controlada. Los siguientes son algunos tipos más importantes referidos en el mercado:

• Impedancia de entrada
• Impedancia de imagen
• Impedancia de onda

Aplicaciones típicas de impedancia controlada

La impedancia controlada se considera ideal para aplicaciones digitales de alta frecuencia:

• Comunicaciones RF
• Vídeos analógicos de alta calidad
• Informática por encima de 100 MHz
• Equipos de telecomunicaciones
• Amplificadores de bajo ruido

Errores comunes de fabricación que se deben evitar al crear circuitos con impedancia controlada

Los siguientes son algunos errores comunes que se deben evitar al producir circuitos de impedancia controlada:

• Discrepancias de longitud :Los desajustes de longitud entre pares diferenciales no solo provocarán una distorsión de la señal, sino que también aumentarán las tasas de error. Por lo tanto, las longitudes deben coincidir dentro de +/-5 mils. Además, los extremos que no coinciden se pueden cerrar mediante un enrutamiento serpentino.
• Trazas sin planos de tierra de referencia :Las señales de alta velocidad deben enrutarse hacia la capa inferior o superior, y se debe proporcionar un plano de referencia terrestre completo en las capas adyacentes. La impedancia puede aumentar si no hay planos adyacentes.
• Múltiples tipos de prefijos: Siempre es mejor evitar el uso de más de tres tipos de clavijas en la placa de circuito. Además, se debe tener cuidado para mantener el espesor dieléctrico del prepeg por debajo de 10 mils. Deben evitarse las prefijadas con alto contenido de vidrio y bajo contenido de resina.

Todo esto significa que debe considerar comprar estas placas de circuito de impedancia controlada únicamente de fabricantes confiables y experimentados. Creative Hi-Tech es uno de los fabricantes populares de placas de circuitos de impedancia controlada en los EE. UU. .