¿Qué Es La Impedancia De Traza?

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El cobre es el material preferido para los cables y trazas en placas de circuito impreso debido a su baja resistencia, siendo solo superado por la plata. Cuando un medidor de ohmios se coloca sobre una traza, la resistencia de CC es despreciable.

Sin embargo, esto no es así para la impedancia de CA. La impedancia depende de la frecuencia y todas las trazas y cables generan cierta impedancia a la corriente que fluye desde cualquier controlador. Aunque la impedancia de traza suele preocupar solo con rápidos tiempos de subida de señal, es crucial ser consciente de su existencia y su posible impacto.

Pero, ¿por qué la impedancia de traza es importante? ¿Qué la causa y se puede gestionar? Si has escuchado el término «impedancia controlada», es posible que ya sepas que se puede regular la impedancia. Sin embargo, para comprender cómo y por qué, es esencial tener una comprensión básica de la naturaleza de la impedancia de traza.

what is trace impedance

Cómo Funciona la Impedancia de Trazas

Cada traza tiene una inductancia en serie distribuida que es casi indistinguible y proporcionalmente inversa al área transversal de la traza. A medida que aumentan los tiempos de subida, la impedancia resultante se vuelve más notable. Además, cada traza tiene capacitancia distribuida a lo largo de la traza y la ruta de retorno de la señal, lo cual está determinado por el ancho de la traza y el dieléctrico del material entre la ruta de retorno de la señal y la traza. Nuevamente, si los tiempos de subida aumentan, la impedancia resultante generada por la corriente que intenta fluir a través de esta capacitancia puede ser considerable.

Tus controladores perciben todas las trazas como circuitos LC distribuidos, y la impedancia de CA de la traza surge de este circuito LC distribuido. Esto se denomina impedancia no controlada, ya que no hacemos ningún intento de diseñar el entorno de la traza para tener en cuenta esta impedancia y dejamos que la inductancia y la capacitancia varíen naturalmente a lo largo de la traza. Dado que la impedancia resultante generalmente no afecta las operaciones, no es necesario gastar tiempo o dinero en desarrollar métodos para regularla.

Impedancia Controlada

Para diseñar un circuito de impedancia controlada, debemos utilizar fórmulas específicas y herramientas de software para calcular los valores correctos de cada una de estas tres características geométricas. El ancho de la traza y el espaciado entre la ruta de retorno de la señal y la traza de señal suelen ser los más fáciles de ajustar, mientras que el coeficiente dieléctrico suele estar fijado por el material de la placa de circuito impreso.

Una vez que hemos calculado los valores necesarios, podemos aplicarlos al diseño del circuito y fabricar la placa para que cumpla con estas especificaciones. Al diseñar un circuito de impedancia controlada, podemos minimizar las reflexiones y asegurarnos de que nuestras señales viajen de manera suave y eficiente a lo largo de las trazas sin degradación ni pérdida de calidad de señal.

En resumen, el control de la impedancia en un circuito requiere controlar cuidadosamente las características geométricas de las trazas, incluyendo el ancho, el espaciado y el coeficiente dieléctrico. Al hacerlo, podemos crear un circuito que mantenga una impedancia constante a lo largo de toda la longitud de la traza, lo que conduce a una mejor calidad y rendimiento de la señal.

Cómo Determinar la Impedancia de Trazas en PCB

Para garantizar una impedancia controlada en placas de circuito impreso, es esencial medir con precisión la impedancia. Puedes encontrar calculadoras de impedancia de trazas en línea o en software CAD, las cuales tienen en cuenta varios parámetros que determinan la impedancia, como el ancho de la traza, el grosor de la traza, el grosor del laminado, el grosor del dieléctrico y el peso del cobre.

Después de calcular estos parámetros, se puede ajustar el ancho de la traza para lograr la impedancia deseada. Para probar la efectividad de la placa, se recomienda utilizar muestras de prueba fabricadas en el mismo panel y al mismo tiempo que la placa real. Estas muestras de prueba deben tener trazas idénticas a las de la placa para obtener un resultado de prueba preciso.

Para fabricar placas de circuito impreso con impedancia controlada, es importante medir la impedancia con precisión. Las muestras de prueba se construyen en ambos extremos del panel de producción, lo que permite a los probadores medir la impedancia sin dañar la placa. La impedancia se puede medir utilizando un Reflectómetro en el Dominio del Tiempo (TDR), un analizador de redes o un sistema de prueba de impedancia controlada. Un ingeniero con experiencia en el uso de sistemas de prueba de impedancia controlada garantizará resultados de alta calidad.

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