Cálculo de trazas de PCB diferenciales - Microstrip de borde acoplado

Finalmente tengo el asunto de la impedancia característica de microstrip resuelto. Pero ahora, por supuesto, necesito aprender sobre señalización diferencial en trazas de PCB.

He pasado un tiempo investigando. Aquí está mi entendimiento. Por favor dime si tengo algo mal! Tengo algunas preguntas específicas al final :)

A medida que las dos microcintas se acercan, su acoplamiento aumenta y su impedancia característica ODD se hace más pequeña. Además de los beneficios "estándar" de la señalización diferencial (inmunidad al ruido, calidad de la señal, etc.), esto le permite usar trazas significativamente más pequeñas que si estuviera usando dos microcintas simples no acopladas.

Mi placa tiene un transceptor UWB en el rango de 6,5 GHz. Sus pines RF son 100 Ω diferencial, que se ejecutará a un balun.

Mis preguntas:

  1. Parece que debería resolver impedancias características impares de 50 Ω cada uno ¿Es esto cierto?

  2. Usando el TNT Field Solver mencionado por @RolfOstergaard, encuentro que 8.3 mil trazas con 5.3 mil de espacio entre ellas (13.6 mil de centro a centro) me da Z o d d = 50.05 Ω . Mi casa de juntas puede hacer 5/5 mil de trazo/espacio. ¿Hay alguna razón para no usar estos valores?

  3. ¿Qué efecto tendrá la máscara de soldadura en el circuito? ¿Debo mantener las trazas diferenciales descubiertas?

¡Gracias! Aquí está la acumulación de pcb:

Top: 1-oz copper.
   6.7 mil FR-408 prepreg (Er = 3.66 @ 1 GHz).
Ground: 1/2-oz copper.
   47 mil FR-408 core.
Power: 1/2-oz copper.
   6.7 mil FR-408 prepreg.
Bottom: 1-oz copper.
Por cierto, obtengo sus resultados cuando considero que el Dk es 4.2 y el grosor del trazo es 0.7 mil, lo que sería 1/2 onza de cobre. Pero dices que la capa superior tiene 1 onza de cobre. Esto aumentará si ha enchapado a través de vías, por lo que es posible que desee calcular con un espesor de 2,1 mil o menos en lugar de 0,7, si eso es lo que estaba haciendo.
@ThePhoton Gracias por hacer los números. En este caso, con FR-408, el Dk es 3,66. Los volví a ejecutar y los resultados son similares con 1 onza de cobre sobre sustrato 3.66 (Dk) o 1/2 onza de cobre sobre sustrato 4.2. Interesante :)
@ThePhoton ¿Podría ampliar el hecho de que el cobre es más grueso con vías pasantes enchapadas? No he oído hablar de eso antes.
El revestimiento no solo llena las vías, sino que también se extiende a todas las áreas de cobre de la capa exterior.

Respuestas (1)

Parece que debería resolver impedancias características impares de 50 ohmios cada una. ¿Es esto cierto?

Sí, la impedancia en modo diferencial es igual al doble de la impedancia en modo impar (al menos para geometrías simétricas).

Mi casa de juntas puede hacer 5/5 mil de trazo/espacio. ¿Hay alguna razón para no usar estos valores?

Si puede ajustar un diseño con espacios más grandes y trazos más anchos, entonces la impedancia diferencial será menos sensible al grabado excesivo o insuficiente durante la fabricación de PCB.

¿Qué efecto tendrá la máscara de soldadura en el circuito? ¿Debo mantener las trazas diferenciales descubiertas?

Es un efecto bastante pequeño. Pero si puede, vale la pena verificar la geometría con un simulador que pueda explicar el efecto. Su tienda fabulosa puede hacer esto por usted, si no es una tienda de bajo costo.

Dejar los rastros desenmascarados también es una opción. Pero recuerde dejar un trozo de máscara de soldadura alrededor de cada almohadilla de componente para que actúe como un dique de soldadura.

Si está utilizando un taller de fabricación de gama alta, también puede simplemente especificar que desea trazas diferenciales de 100 ohmios y dejar que ajusten el ancho de la traza de acuerdo con su conocimiento de las características del material, el grosor de la máscara de soldadura, el grosor de la traza, etc.

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