Control de la impedancia
La impedancia eléctrica es la medida de la oposición que presenta un circuito a una corriente cuando se le aplica una tensión alterna sinusoidal. Este es un cable coaxial. En lugar de un cable coaxial, se puede conectar una antena al dispositivo mediante un cable formado por dos conductores redondos separados por una tira de plástico plana. Como ocurre con el cable coaxial, las dimensiones y materiales de este conductor se controlan cuidadosamente para darle la impedancia eléctrica correcta.
En la PCB, la pantalla es el plano, el aislante es el material y el conductor es una traza. La impedancia se mide en ohmios, pero no debe confundirse con la resistencia, que también se mide en ohmios. La resistencia corresponde a la corriente continua (CC), mientras que la impedancia es una corriente alterna (CA) que adquiere importancia a medida que aumenta la frecuencia de la señal, llegando a ser crítica para trazas de circuitos impresos con componentes de señal iguales o superiores a 200 MHz. La función de un cable o traza es transferir la intensidad de la señal de un aparato a otro. La máxima potencia de señal se transfiere cuando las impedancias están adaptadas.
Una antena de TV tiene una impedancia «natural». Para las radiofrecuencias (FR), la transferencia de la máxima potencia de señal de la antena a los cables requiere que la impedancia del cable coincida con la de la antena. Además, la impedancia del televisor debe coincidir con la del cable.
Aunque tengamos que centrarnos en las interconexiones de cables, las mismas consideraciones se aplican a la transferencia de señales a través de las trazas de una placa de circuito impreso. En 1997, solo los dispositivos inusuales de alta velocidad requerían placas de circuito impreso con impedancia controlada. Éstos representaban tal vez el 20 % de las PCB fabricadas.
En 2000, cerca del 80 % de todas las PCB multicapa se fabricaban con trazas de impedancia controlada. Entre ellas, se incluyen placas para todo tipo de tecnologías, como:
– Telecomunicaciones
– Tratamiento de señales de vídeo
– Procesamiento digital de alta velocidad
– Procesamiento gráfico real
– Control de procesos
Hoy en día, la mayoría de los hogares disponen de un gran número de aplicaciones de bajo coste de estas tecnologías, por ejemplo:
– Módem, teléfonos, TV vía satélite
– GPS
– Radar
– Videojuegos
– PC de bajo coste
– Unidades de control automático de motor
¿Qué tipo de diseño de impedancia podemos encontrar en una PCB?
Microstrip integrado
Una línea de transmisión de microstrip integrada, similar a la microstrip, está compuesta por un conductor, generalmente de cobre, de anchura W y grosor t enrutado sobre un plano de masa más ancho que la propia línea de transmisión y separado por un sustrato dieléctrico de grosor H1.
Stripline desplazado
En la configuración stripline desplazado, la traza de señal se intercala entre dos planos y puede o no estar igualmente espaciada entre los dos planos. Esta construcción se denomina a menudo stripline dual.
Microstrip revestido de bordes acoplados
El microstrip de borde revestido es una configuración diferencial en la que hay dos trazas de impedancia controlada en la superficie, recubiertas con una resistencia y un plano al otro lado del laminado.
Stripline desplazado de bordes acoplados
La stripline desplazado de bordes acoplados es una configuración diferencial con dos trayectorias de impedancia controlada intercaladas entre dos planos. Las trazas están escalonadas, pero podrían estar a medio camino entre los planos (2H1 + T = H)
Stripline de bordes acoplados
Esta configuración diferencial tiene dos trazas separadas por un laminado e intercaladas entre dos planos. Aunque el diagrama muestra el desplazamiento de las trazas, el objetivo de fabricación es que las trazas no estén desplazadas, es decir, que una esté directamente encima de la otra
Líneas coplanares revestidas
En esta configuración de líneas coplanares revestidas, hay una única traza de impedancia controlada con dos trazas de masa de una anchura especificada (W2/W3) a cada lado. Todas las trazas están revestidas de resina.
Guía de ondas coplanar revestida con masa
La guía de ondas coplanar tiene una única traza de impedancia controlada con planos a cada lado (o trazas de masa muy anchas), un plano continuo en un lado y un laminado solo en el otro.
Guía de ondas coplanar desplazada
La guía de ondas coplanar es similar a la configuración anterior, con la excepción de que hay planos a ambos lados del laminado y un plano en la misma capa que la traza de impedancia controlada.
¿Cómo controlar la impedancia?
¿Qué es un cupón de prueba?
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