PCB では、シールドはプレーン、絶縁体は材料、コアワイヤーはトレースです。 インピーダンスはオームで測定されますが、同じくオームで測定される抵抗と混同しないようにしてください。 抵抗は直流(DC)用ですが、インピーダンスは交流(AC)用であり、これは信号周波数が増加するにつれて重要になり、200 MHz 以上の信号コンポーネントを持つプリント回路トレースでは必須となります。 ワイヤーまたはトレースの機能は、あるデバイスから別のデバイスに信号強度を伝達することです。 インピーダンス整合時には、最大の信号パワーが転送されます。
テレビアンテナには「自然な」インピーダンスが備わります。 無線周波数(FR)の場合、アンテナからケーブルに最大信号電力を転送するには、ケーブルのインピーダンスがアンテナのインピーダンスと整合する必要があります。 また、テレビのインピーダンスは、ケーブルのインピーダンスと整合する必要があります。
ワイヤーの相互接続を注視する必要がありますが、同じ考慮事項が PCB のトレースを介した信号転送にもあてはまります。 つい最近の 1997 年には、インピーダンスが制御の PCB を必要としたのは、当時珍しかった高速デバイスだけでした。 これらは、製造された PCB の約 20% を占めていました。
2000 年には、すべての多層 PCB の約 80% が、インピーダンスが制御されたトレースで製造されていました。 これらには、以下のようなあらゆる種類の技術が含まれます:
– 通信
– ビデオ信号処理
– 高速デジタル処理
– リアルグラフィック処理
– プロセス管理
今日のほとんどの家庭では、これらの技術の低コストアプリケーションが大量に使用されています:
– モデム、電話、衛星 TV
– GPS
– レーダー
– テレビゲーム
– 安価な PC
– 自動エンジン制御モジュール
PCB に適用できるのは、どのような種類のインピーダンス設計ですか?
埋め込み型マイクロストリップ
マイクロストリップと同様に、埋め込み型マイクロストリップ伝送ラインは、幅 W と厚さ t の導体 (通常は銅)で構成され、伝送ライン自体よりも幅が広く、厚さ H1 の誘電体基板によって分離されたグラウンド層に配線されます。
オフセットストリップライン
オフセット Stripline 設定では、信号トレースは 2 つのプレーンの間に挟まれており、2 つのプレーンの間隔は、等間隔である場合とそうでない場合があります。 この構造は、多くの場合デュアルストリップラインと呼ばれます。
エッジ結合コーティングマイクロストリップ
エッジコーティングされたマイクロストリップは、表面に制御されたインピーダンスの 2 つのトレースがあり、ラミネートの反対面がレジストとプレーンでコーティングされた差動構造です。
エッジ結合オフセットストリップライン
エッジ結合オフセットストリップラインは、2 つのプレーン間に挟まれた 2 つの制御インピーダンスパスを持つ差動設定です。 トレースは交互に配置されていますが、プレーン間の中間に配置することの可能です(2H1 + T = H)
エッジ結合ストリップライン
この差動構造には、ラミネートで分離され、2 つのプレーン間に挟まれた 2 つのトレースがあります。 この図にはトレースがオフセットで示されていますが、製造目標は、トレースをオフセットせずに配置することであり、つまり、一方がもう一方の真上に配置される必要があります。
被覆コプレーナストリップ
このコーティングされたコルプレーナストリップ構造には、各側に指定された幅(W2/W3)の 2 つのグラウンドトレースを持つ、制御されたインピーダンスのトレースが 1 つあります。 すべてのトレースはレジストでコーティングされます。
接地付き被覆コプレーナ導波路
コプレーナ導波路には、各側にプレーン (または非常に広いグラウンドトレース)を持つ制御されたインピーダンスのトレースが 1 つあり、一方の側は連続したプレーン、他方の側はラミネート層のみからなります。
オフセットコプレーナ導波路
コプレーナ導波路は、ラミネートの両側にプレーンがあることと、制御されたインピーダンス トレースと同じ層にプレーンがあることを除き、上記の構造と似ています。