Qu'est-ce que l'impédance de trace ?

Le cuivre est le matériau privilégié pour les fils et les pistes des circuits imprimés en raison de sa faible résistance, juste derrière l'argent. Lorsqu'un ohmmètre est placé sur une piste, la résistance CC est négligeable. En revanche, ce n'est pas le cas pour l'impédance CA. L'impédance dépend de la fréquence, et tous les fils et pistes génèrent une certaine impédance au courant provenant de tout pilote. Bien que l'impédance des pistes ne devienne généralement un problème qu'avec des temps de montée rapides du signal, il est essentiel d'en connaître l'existence et son impact potentiel. Mais pourquoi l'impédance des pistes est-elle importante ? Quelles en sont les causes et peut-on la gérer ? Si vous avez déjà entendu parler d'« impédance contrôlée », vous savez peut-être déjà qu'il est possible de la réguler. Cependant, pour comprendre comment et pourquoi, il est essentiel de comprendre la nature de l'impédance des pistes.

Comment fonctionne l'impédance de trace

Chaque piste possède une inductance série distribuée, quasiment indiscernable et inversement proportionnelle à sa section. Plus les temps de montée augmentent, plus l'impédance résultante devient perceptible. De plus, chaque piste possède une capacité répartie le long de la piste et du chemin de retour du signal, déterminée par la largeur de la piste et le diélectrique du matériau entre le chemin de retour du signal et la piste. Là encore, si les temps de montée augmentent, l'impédance résultante générée par le courant qui tente de traverser cette capacité peut être importante. Vos pilotes perçoivent toutes les pistes comme des circuits LC distribués, et l'impédance CA de la piste provient de ce circuit LC distribué. On parle alors d'impédance non contrôlée, car nous ne concevons pas l'environnement de la piste pour tenir compte de cette impédance et laissons l'inductance et la capacité varier naturellement le long de la piste. L'impédance résultante n'ayant généralement aucune incidence sur le fonctionnement, il est inutile de consacrer du temps et de l'argent au développement de méthodes de régulation.

Impédance contrôlée

Pour concevoir un circuit à impédance contrôlée, nous devons utiliser des formules et des outils logiciels spécifiques pour calculer les valeurs correctes pour chacune de ces trois caractéristiques géométriques. La largeur de piste et l'espacement entre le chemin de retour du signal et la piste du signal sont généralement les plus faciles à ajuster, tandis que le coefficient diélectrique est généralement fixé par le matériau du circuit imprimé. Une fois les valeurs nécessaires calculées, nous pouvons les appliquer à la conception du circuit et fabriquer la carte conformément à ces spécifications. En concevant un circuit à impédance contrôlée, nous pouvons minimiser les réflexions et garantir que nos signaux se propagent de manière fluide et efficace le long des pistes, sans dégradation ni perte de qualité. En résumé, contrôler l'impédance d'un circuit nécessite de contrôler soigneusement les caractéristiques géométriques des pistes, notamment la largeur, l'espacement et le coefficient diélectrique. Ce faisant, nous pouvons créer un circuit qui maintient une impédance constante sur toute la longueur de la piste, améliorant ainsi la qualité et les performances du signal.

Comment déterminer l'impédance des traces de circuits imprimés

Pour garantir une impédance contrôlée des circuits imprimés, il est essentiel de la mesurer avec précision. Des calculateurs d'impédance de piste, disponibles en ligne ou dans des logiciels de CAO, prennent en compte plusieurs paramètres déterminant l'impédance, tels que la largeur et l'épaisseur de la piste, l'épaisseur du stratifié, l'épaisseur du diélectrique et le poids du cuivre. Après avoir calculé ces paramètres, la largeur de piste peut être ajustée pour obtenir l'impédance souhaitée. Pour tester l'efficacité de la carte, il est recommandé d'utiliser des coupons de test fabriqués sur le même panneau et en même temps que la carte elle-même. Ces coupons de test doivent être identiques aux pistes de la carte pour obtenir un résultat précis. Pour fabriquer des circuits imprimés à impédance contrôlée, il est important de mesurer l'impédance avec précision. Les coupons de test sont placés à chaque extrémité du panneau de production, ce qui permet aux testeurs de mesurer l'impédance sans endommager la carte. L'impédance peut être mesurée à l'aide d'un réflectomètre temporel (TDR), d'un analyseur de réseau ou d'un système de test à impédance contrôlée. Un ingénieur expérimenté dans l'utilisation de systèmes de test à impédance contrôlée garantira des résultats de haute qualité. Si vous avez besoin de plus d'informations ou souhaitez commander des circuits imprimés à impédance contrôlée pour votre secteur, contactez Sprintpcb dès aujourd'hui.