Das Bildungsprinzip der Impedanzstörung des Leiters der Leiterplatte

Sep 30, 2021 Eine Nachricht hinterlassen

Derzeit sind die Drähte bei der Herstellung von gedruckten Leiterplatten in Leiterplattenfabriken hauptsächlich Kupferdrähte. Die physikalischen Eigenschaften von Kupfermetall selbst bestimmen, dass beim Leiten von Elektrizität eine bestimmte Impedanz vorhanden sein muss. Die Induktivitätskomponenten in den Drähten beeinflussen das Spannungssignal. Übertragung beeinflusst der Widerstandsanteil die Übertragung des Stromsignals, wobei der Einfluss der Induktivität in der Hochfrequenzleitung besonders ausgeprägt ist.


Ein bestimmtes Stück Draht auf der Leiterplatte kann als sehr regelmäßiger rechteckiger Kupferstreifen angesehen werden. Nehmen wir's als Beispiel ein Stück Draht mit einer Länge von 10 cm, einer Breite von 1,5 mm und einer Dicke von 50 μm. Die Impedanz kann durch Berechnung ermittelt werden.


Der Drahtwiderstand lässt sich nach folgender Formel berechnen:


  R=ρL/s(Ω)


Dabei ist L die Länge des Drahtes (m), s die Querschnittsfläche des Drahtes (Quadratmillimeter) und ρ der spezifische Widerstand ρ=0,02. Der Widerstandswert des Drahtes beträgt nach Berechnung etwa 0,026 Ω.


Wenn ein Drahtstück, das weit von anderen Leitern entfernt ist, viel länger als seine Breite ist, beträgt die Eigeninduktivität des Drahtes 0,8 μH/m, dann hat ein 10 cm langer Draht eine Induktivität von 0,08 μH. Dann kann die PCB-Fabrik die induktive Reaktanz, die durch den Draht der Kopierplatine dargestellt wird, anhand der folgenden Formel berechnen:


XL=2πfL


wobei π eine Konstante ist, f die Frequenz des Kabeldurchgangssignals (Hz) ist und L die Selbstinduktivität pro Längeneinheit des Kabels (H) ist. Auf diese Weise können wir die Induktivität des Drahtes bei niedriger Frequenz bzw. hoher Frequenz berechnen:


Wenn f=10 KHz, XL=6,28 × 10 × 103 × 0,08 × 10–6≈0,005Ω;


Bei f=30MHz, XL=6.28×30×106×0.08×10-6≈16Ω


Durch die obige Formelberechnung können wir sehen, dass der Drahtwiderstand bei niederfrequenter Signalübertragung größer ist als die Drahtinduktivität und bei hochfrequenten Signalen die Drahtinduktivität viel größer ist als der Drahtwiderstand.