¿Qué es la impedancia de traza?

El cobre es el material preferido para cables y pistas en circuitos impresos debido a su baja resistencia, superada solo por la plata. Al colocar un ohmímetro sobre una pista, la resistencia de CC es insignificante. Sin embargo, esto no ocurre con la impedancia de CA. La impedancia depende de la frecuencia, y todos los cables y pistas generan cierta impedancia a la corriente que fluye desde cualquier controlador. Aunque la impedancia de pista suele ser un problema solo con tiempos de subida de señal rápidos, es fundamental conocer su existencia y su posible impacto. Pero ¿por qué es importante la impedancia de pista? ¿Qué la causa y se puede controlar? Si ha oído el término "impedancia controlada", probablemente ya sepa que es posible regularla. Sin embargo, para comprender cómo y por qué, es esencial tener un conocimiento básico de la naturaleza de la impedancia de pista.

Cómo funciona la impedancia de traza

Cada traza tiene una inductancia en serie distribuida, prácticamente indistinguible e inversamente proporcional a su sección transversal. A medida que aumentan los tiempos de subida, la impedancia resultante se hace más evidente. Además, cada traza tiene una capacitancia distribuida a lo largo de la traza y la ruta de retorno de la señal, la cual está determinada por su ancho y el dieléctrico del material entre la ruta de retorno de la señal y la traza. De nuevo, si aumentan los tiempos de subida, la impedancia resultante generada por la corriente que intenta fluir a través de esta capacitancia puede ser considerable. Los controladores perciben todas las trazas como circuitos LC distribuidos, y la impedancia de CA de la traza surge de este circuito LC distribuido. Esto se denomina impedancia no controlada, ya que no intentamos diseñar el entorno de la traza para tenerla en cuenta y dejamos que la inductancia y la capacitancia varíen de forma natural a lo largo de la traza. Dado que la impedancia resultante no suele afectar el funcionamiento, no es necesario invertir tiempo ni dinero en desarrollar métodos para regularla.

Impedancia controlada

Para diseñar un circuito de impedancia controlada, necesitamos usar fórmulas específicas y herramientas de software para calcular los valores correctos de cada una de estas tres características geométricas. El ancho de la pista y la separación entre la ruta de retorno de la señal y la pista de la señal suelen ser los más fáciles de ajustar, mientras que el coeficiente dieléctrico suele estar determinado por el material de la placa de circuito. Una vez calculados los valores necesarios, podemos aplicarlos al diseño del circuito y fabricar la placa para que cumpla con estas especificaciones. Al diseñar un circuito de impedancia controlada, podemos minimizar las reflexiones y asegurar que nuestras señales viajen fluida y eficientemente por las pistas, sin degradación ni pérdida de calidad. En resumen, controlar la impedancia en un circuito requiere un control cuidadoso de las características geométricas de las pistas, incluyendo el ancho, la separación y el coeficiente dieléctrico. De esta manera, podemos crear un circuito que mantenga una impedancia constante a lo largo de toda la pista, lo que mejora la calidad y el rendimiento de la señal.

Cómo determinar la impedancia de las pistas de PCB

Para garantizar una impedancia controlada en las placas de circuito impreso, es fundamental medirla con precisión. Las calculadoras de impedancia de trazas se pueden encontrar en línea o en software CAD y tienen en cuenta diversos parámetros que determinan la impedancia, como el ancho de la traza, el grosor de la traza, el grosor del laminado, el grosor del dieléctrico y el peso del cobre. Tras calcular estos parámetros, se puede ajustar el ancho de la traza para lograr la impedancia deseada. Para comprobar la eficacia de la placa, se recomienda utilizar cupones de prueba fabricados en el mismo panel y al mismo tiempo que la placa. Estas trazas de cupones de prueba deben ser idénticas a las de la placa para obtener un resultado preciso. Para fabricar placas de circuito impreso de impedancia controlada, es importante medir la impedancia con precisión. Los cupones de prueba se instalan en ambos extremos del panel de producción, lo que permite a los comprobadores medir la impedancia sin dañar la placa. La impedancia se puede medir con un reflectómetro de dominio temporal (TDR), un analizador de redes o un sistema de prueba de impedancia controlada. Un ingeniero con experiencia en el uso de sistemas de prueba de impedancia controlada garantizará resultados de alta calidad. Si necesita más información o desea solicitar PCB de impedancia controlada para su industria, comuníquese con Sprintpcb hoy mismo.