Apakah ada kerugian untuk mengubah lebar jejak di tengah jejak?

12

Katakanlah saya memiliki jejak di papan tulis. Panjangnya 50 mil, sebagian besar panjangnya, tetapi di satu tempat pendek itu menyempit menjadi 25 mil untuk membuatnya melalui area yang sempit. Seperti yang bisa saya katakan, ini akan lebih disukai untuk jejak 25 mil dengan panjang yang sama, dan hanya sedikit lebih rendah dari jejak 50 mil tanpa beberapa persen dari panjangnya menyempit menjadi 25 mil.

Apakah ada kerugian untuk penyempitan? Efek frekuensi tinggi yang aneh? EMI? Jelas jejak memiliki banyak kegunaan yang mungkin, termasuk memberikan daya, membawa sinyal dari frekuensi yang berbeda, membumikan ... jadi dalam keadaan apa masalah ini akan terjadi?

pcb trace

— Stephen Collings
sumber

Itu sama seperti jika Anda pergi dari pengukur kawat yang lebih kecil ke yang lebih besar. Seluruh kabel, atau jejak dalam kasus Anda, hanya akan dapat menangani jumlah arus yang dapat dilakukan oleh bagian terkecil, "bottleneck" jika Anda mau. Jadi jejak Anda akan terbatas pada kapasitas saat ini dari 25 mil

— krb686

Sinyal apa yang ada pada jejak ini? Jika ini adalah sinyal 5GHz, ya diskontinuitasnya signifikan. Pada akhirnya itu tergantung pada berapa lama prosesnya. Jika lari hanya 4 atau 5 inci dan Anda hanya membawa beberapa mA maka keseluruhan jejaknya mungkin 25 mil

— HL-SDK

@ krb686 Benar. Tetapi keseluruhan jejak masih akan memiliki impedansi yang lebih rendah dari jejak 25 mil, yang berarti masih memiliki keuntungan untuk (katakanlah) pembumian sinyal. Baik? Jadi seperti yang ditunjukkan HL-SDK, itu sangat tergantung pada apa yang Anda lakukan dengan jejak. Pertanyaan yang diperbarui untuk mencerminkan hal ini.

— Stephen Collings

9

Ya, tetapi kerugian ini dapat diabaikan.

Kerugian 1: Sinyal frekuensi tinggi mengalami diskontinuitas.

Saya akan mulai mengkhawatirkan beberapa ratus megahertz karena perubahan lebar jejak mengubah impedansi karakteristik (bukan hanya hambatan dc) dari garis itu. Diskontinuitas mengubah parameter hamburan, menciptakan harmonisa, refleksi, dan masalah lain yang menyebabkan sakit kepala.

Kerugian 2: Penurunan tegangan (dan peningkatan disipasi daya) karena resistensi jejak yang lebih tinggi.

Jika persen penurunan lebar jejak kurang dari 10%, saya tidak akan khawatir. Namun, semua efek ini dapat dihitung untuk desain potensial Anda.

Berikut adalah alat online yang membantu memperkirakan resistansi jejak

Inilah alat yang dapat diunduh yang memiliki banyak persamaan bawaan

— HL-SDK
sumber

8

Untuk satu hal, banyak program tata letak PCB akan memungkinkan, atau secara otomatis menggabungkan, "penusukan" jejak karena bantalan yang tidak terhubung atau area penahan. Ini adalah pengurangan lebar jejak untuk sebagian jejak.

Ada beberapa masalah dengan pengurangan lebar jejak:

Jika lebar jejak tereduksi melebihi jarak yang diperpanjang, maka peningkatan resistansi jejak sempit akan menimbulkan lebih banyak panas, dan akan menghilangkan panas yang dihasilkan dengan lebih mudah, daripada jejak yang lebih luas. Untuk bagian leher yang singkat, ini tidak terlalu menjadi perhatian, karena panas akan dilakukan ke jejak yang lebih luas di kedua sisi leher.
Lebar jejak tersempit adalah yang menentukan berapa banyak arus dapat ditanggung oleh jejak. Jika jejak sempit masih cukup lebar, maka untuk frekuensi sinyal moderat itu bukan masalah besar untuk memiliki jejak yang sama sempitnya, daripada memiliki bagian yang lebih luas sama sekali.
Masalah impedansi sinyal dan pantulan sinyal sebagaimana ditunjukkan dalam komentar dan jawaban lain - khusus untuk sinyal frekuensi lebih tinggi.

— Anindo Ghosh
sumber

3

Jika Anda berurusan dengan frekuensi tinggi (sekitar 100 MHz ke atas), itu pasti masalah. Perubahan lebar jejak akan dilihat sebagai diskontinuitas, menyebabkan ketidakcocokan dan akhirnya menghasilkan refleksi yang tidak diinginkan. Anda akan melihat efeknya pada batas waktu dan karenanya tingkat I / O digital.

EMI akan bergantung pada tata letak routing dan isolasi (atau lebih tepatnya kurangnya isolasi yang memadai) antara jejak yang berdekatan. Stripline Vs Microstrip.

Untuk operasi frekuensi rendah, faktor utama untuk mengambil kesadaran adalah jumlah arus yang dibawa oleh jejak dan panas. Daya dukung arus yang aman dari jejak ditentukan oleh bagian tersempit dari jejak.

Dari data yang Anda berikan, menggunakan jejak 50 mil ... sepertinya Anda berencana untuk aplikasi saat ini yang tinggi. Untuk tembaga FR4 1 ons standar, 20 mils baik untuk 1A ... perutean garis. Yang lain kadang menggunakan jejak tebal untuk ketahanan dalam produksi.

— Roshan Shanbhag
sumber